Transcript
Page 1: Servei Meteorològic de Catalunya Generalitat de Catalunya Departament de Medi Ambient FORECASTING WEATHER RADAR PROPAGATION CONDITIONS USING NWP MESOSCALE

Servei Meteorològic de Catalunya

Generalitat de CatalunyaDepartament de Medi Ambient

FORECASTING WEATHER RADAR PROPAGATION CONDITIONS USING

NWP MESOSCALE MODEL DATA

25th EWGLAM and 10th SRNWP Meetings. Joint SRNWP/COST 717 Session. Lisbon 8th October 2003

Joan Bech1, Bernat Codina2 and Jeroni Lorente2

1Servei Meteorològic de Catalunya2Universitat de Barcelona

Page 2: Servei Meteorològic de Catalunya Generalitat de Catalunya Departament de Medi Ambient FORECASTING WEATHER RADAR PROPAGATION CONDITIONS USING NWP MESOSCALE

Servei Meteorològic de Catalunya

Generalitat de CatalunyaDepartament de Medi Ambient

Index

1. Introduction.

4. Final remarks.

3. NWP Forecasts vs. Observations. Modified Forecasts.

2. Methodology: Vertical Refractivity Gradients & Ducting Index

Page 3: Servei Meteorològic de Catalunya Generalitat de Catalunya Departament de Medi Ambient FORECASTING WEATHER RADAR PROPAGATION CONDITIONS USING NWP MESOSCALE

Servei Meteorològic de Catalunya

Generalitat de CatalunyaDepartament de Medi Ambient

ANOMALOUS PROPAGATION (ANAPROP)

“ANOMALOUS PROPAGATION (ANAPROP) OF THE WEATHER RADAR BEAM OCCURS WHEN MOISTURE AND TEMPERATURE PROFILES VARY SIGNIFICANTLY FROM NORMAL”

SOME OBSERVED EXTREME ANAPROP CASES:

MEDITERRANEAN SEA (Battan,1973)INDIC OCEAN (UKMO, 1994)US WEST COAST (Babin,1995)BALTIC SEA (Anderson et al, 1997)

.

.

Sub refraction

Standard refraction

Super refraction

Page 4: Servei Meteorològic de Catalunya Generalitat de Catalunya Departament de Medi Ambient FORECASTING WEATHER RADAR PROPAGATION CONDITIONS USING NWP MESOSCALE

Servei Meteorològic de Catalunya

Generalitat de CatalunyaDepartament de Medi Ambient

REFRACTIVITY & VRG

REFRACTIVITY N & MODIFIED REFRACTIVITY M (Bean and Dutton, 1968) :

SUB REFRACTIVE

NORMAL

SUPER REFRACTIVE

(“DUCT”)

T

ep

TnN

48106.7710)1(

6

1

1

1

157

40

0

kmzN

kmzN

kmzN

VERTICAL REFRACTIVITY GRADIENT (VRG)

ahNM /

Page 5: Servei Meteorològic de Catalunya Generalitat de Catalunya Departament de Medi Ambient FORECASTING WEATHER RADAR PROPAGATION CONDITIONS USING NWP MESOSCALE

Servei Meteorològic de Catalunya

Generalitat de CatalunyaDepartament de Medi Ambient

(Turton et al., 1988)

Page 6: Servei Meteorològic de Catalunya Generalitat de Catalunya Departament de Medi Ambient FORECASTING WEATHER RADAR PROPAGATION CONDITIONS USING NWP MESOSCALE

Servei Meteorològic de Catalunya

Generalitat de CatalunyaDepartament de Medi Ambient

PROPAGATION CONDITIONS AND RADAR BEAM HEIGHT (1)

• Anaprop leads to differences in expected radar beam heights.

• Example for PBE radar beam height (0º elevation) with observed subrefractive and superrefractive VRG.

Page 7: Servei Meteorològic de Catalunya Generalitat de Catalunya Departament de Medi Ambient FORECASTING WEATHER RADAR PROPAGATION CONDITIONS USING NWP MESOSCALE

Servei Meteorològic de Catalunya

Generalitat de CatalunyaDepartament de Medi Ambient

PROPAGATION CONDITIONS AND RADAR BEAM HEIGHT (2)

PBE radar PPI (0.7º elevation) with observed superrefractive VRG (-106 N units/km).

Page 8: Servei Meteorològic de Catalunya Generalitat de Catalunya Departament de Medi Ambient FORECASTING WEATHER RADAR PROPAGATION CONDITIONS USING NWP MESOSCALE

Servei Meteorològic de Catalunya

Generalitat de CatalunyaDepartament de Medi Ambient

VRG & DUCTING INDEX

VRG = N / z ITU (1997)

ID = 78 z - M Johson et al. (1999)

November 2002 to February 2003 (183 cases)

MASS model refractivity profiles00 & 12 Z

RAOB

Page 9: Servei Meteorològic de Catalunya Generalitat de Catalunya Departament de Medi Ambient FORECASTING WEATHER RADAR PROPAGATION CONDITIONS USING NWP MESOSCALE

Servei Meteorològic de Catalunya

Generalitat de CatalunyaDepartament de Medi Ambient

REFRACTIVITY VERTICAL PROFILE (OBS & FOR)

Vertical profile of modified refractivity on 13th Novembre 2002 at 12 Z over Barcelona: observation (OBS, thick

solid line) and model forecast (FOR, crosses, dotted line).

Page 10: Servei Meteorològic de Catalunya Generalitat de Catalunya Departament de Medi Ambient FORECASTING WEATHER RADAR PROPAGATION CONDITIONS USING NWP MESOSCALE

Servei Meteorològic de Catalunya

Generalitat de CatalunyaDepartament de Medi Ambient

VRG & DUCTING INDEX (OBS & FOR)

Page 11: Servei Meteorològic de Catalunya Generalitat de Catalunya Departament de Medi Ambient FORECASTING WEATHER RADAR PROPAGATION CONDITIONS USING NWP MESOSCALE

Servei Meteorològic de Catalunya

Generalitat de CatalunyaDepartament de Medi Ambient

DUCTING INDEX (OBS & FOR AVERAGES)

Page 12: Servei Meteorològic de Catalunya Generalitat de Catalunya Departament de Medi Ambient FORECASTING WEATHER RADAR PROPAGATION CONDITIONS USING NWP MESOSCALE

Servei Meteorològic de Catalunya

Generalitat de CatalunyaDepartament de Medi Ambient

OBSERVED VRG AUTOC., MAE, ME & RMSE

Page 13: Servei Meteorològic de Catalunya Generalitat de Catalunya Departament de Medi Ambient FORECASTING WEATHER RADAR PROPAGATION CONDITIONS USING NWP MESOSCALE

Servei Meteorològic de Catalunya

Generalitat de CatalunyaDepartament de Medi Ambient

DUCTING INDEX MODIFIED FORECASTS

P´i = P´i0 + P´i

NAME P´i0P´i Cases ME MAE

A Pi-1 Pi - Pi-1 180 9,92 10,00

B Oi-1 Pi - Pi-1 164 0,03 4,98

C (Oi-1 + Oi-2 ) / 2 Pi – (Pi-1 + Pi-2) / 2 151 0,01 4,44

D Oi-2 Pi - Pi-2 162 0,07 5,14

E (Oi-1 + Oi-2 ) / 2 Pi - Pi-1 155 -0,02 4,83

F Oi-1 Pi – (Pi-1 + Pi-2) / 2 159 0,04 4,63

G (Oi-1 + Oi-2 + Oi-3) / 3 Pi – (Pi-1 + Pi-2 + Pi-3 ) / 3 139 -0,20 4,13

H (Oi-1 + Oi-2 + Oi-3 + Oi-4) / 4 Pi – (Pi-1 + Pi-2 + Pi-3 + Pi-4) / 4 128 -0,21 3,87

I (Oi-1 + Oi-2 + Oi-3 + Oi-4 + Oi-5) / 5 Pi – (Pi-1 + Pi-2 + Pi-3 + Pi-4+ Pi-5) / 5 127 -0,29 3,96

Page 14: Servei Meteorològic de Catalunya Generalitat de Catalunya Departament de Medi Ambient FORECASTING WEATHER RADAR PROPAGATION CONDITIONS USING NWP MESOSCALE

Servei Meteorològic de Catalunya

Generalitat de CatalunyaDepartament de Medi Ambient

Final Remarks

1. Four months of NWP derived VRG and ID forecasts have been compared with RAOB diagnosed VRG and ID.

4. Model forecasts were useful to anticipate anaprop conditions but in some aspects RAOB persistency was better.

3. Considering model tendency and previous OBS, new forecasts produced better verification scores.

2. Original model forecasts were biased towards subrefraction (specially ducting index).


Recommended