Klimatologie

The High Asia Refined analysis (HAR)

Die High Asia Refined analysis version 2 (HAR v2) ist ein atmosphärischer Datensatz, der im Rahmen des vom deutschen Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten CaTeNA-Projekts (Climatic and Tectonic Natural Hazards in Central Asia) erstellt wurde. Im Vergleich zur alten Version (HAR) verfügt HAR v2 über eine erweiterte 10-km-Domäne, die das gesamte tibetische Plateau und die umliegenden Gebirgsregionen abdeckt (Abb. 1), sowie über eine längere Laufzeit. Sie wird bis 1979 zurückreichen und in Zukunft kontinuierlich aktualisiert werden.

Hinweis (2023/01/25):

  • Die Pfadbezeichnungen für die HAR Versionen wurden auf dem Dateiserver geändert (von V1/ V2 zu v1/ v2). Dementsprechend wurde auch die URL der Dateien angepasst.
  • Das Leerzeichen vor der Versionsnummer wurde bei allen Dateinamen entfernt (von HAR v2 zu HARv2).
  • Die Einheit der Variable potevap (potentielle Verdunstung) wurde von W m-2 auf m pro Zeitschritt korrigiert (z.B. m h-1 für das stündliche Produkt, m d-1 für das tägliche Produkt, usw.). Bitte beachten Sie, dass dieser Fehler in allen HAR v1-Dateien und HAR v2-Produkten, die vor dem 2021/03/19 heruntergeladen wurden, weiterhin vorhanden ist. Wir entschuldigen uns für die entstandenen Unannehmlichkeiten.
  • Das WRF-Modell gibt manchmal negative Werte für das Mischungsverhältnis aus (WRF Support Forum). Wenn die Variablen für das Mischungsverhältnis (q2, qvapor, qsolid und qliquid) verwendet werden, empfehlen wir, die negativen Werte in sehr kleine positive Werte umzuwandeln.

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Projektbeschreibung

Der HAR v2-Datensatz wurde durch dynamisches Downscaling mit dem Weather Research and Forecasting Model (WRF) Version 4.1 erzeugt. Als Ausgangsdaten werden die vom ECMWF bereitgestellten ERA5-Reanalysedaten verwendet. Zusätzlich wird die Schneehöhe aus der japanischen 55-Jahre-Reanalyse verwendet, um die aus ERA5 initialisierte Schneehöhe zu korrigieren, da diese über dem tibetischen Plateau als zu hoch einschätzt wird (Orsolini et al., 2019).

Das Domänen-Setup (Abb. 1) besteht aus in zwei Richtungen gekoppelte Modell-Domänen mit 30 km und 10 km Rasterabstand (engl. nesting). Zu beachten ist, dass HAR v2 nur Ergebnisse aus der 10-km-Domäne liefert. Die tägliche Neuinitialisierung ist aus der Vorgängerversion der HAR übernommen worden (Maussion et al., 20112014). Jeder Rechenlauf beginnt um 12:00 UTC und umfasst 36 Stunden, wobei die ersten 12 Stunden als Anlaufzeit dienen. Diese Strategie verhindert, dass das Modell zu stark von den Ausgangsdaten abweicht. Sie bietet auch Flexibilität bei den Berechnungen, da die täglichen Simulationsläufe völlig unabhängig voneinander sind und parallel und in beliebiger Reihenfolge berechnet werden können.

Wie bei HAR wird die Ausgabe des Modells in Produktdateien verarbeitet: eine einzelne Datei pro Variable und pro Jahr auf verschiedenen Aggregationsstufen.

ZeitraumOktober 2000 - Oktober 2014 (HAR v1)
1980 - 2022 (HAR v2)
Räumliche Auflösung30 km (nur HAR v1), 10 km
Zeitliche Auflösungstündlich (h), täglich (d), monatlich (m), jährlich (y)
Datenformatkomprimiertes NetCDF 4
Luftdruckniveaus (hPa)1000, 975, 925, 900, 8a50, 800, 700, 650, 600, 550, 500, 450, 400, 350, 300, 250, 200, 150, 100, 75

Bei der Verwendung der HAR v1-Daten sollte man sich auf Maussion et al. (2014) beziehen und bei der Verwendung der HAR v2-Daten auf Wang et al. (2021), siehe Publikationsliste unten.

Wir freuen uns auf neue Kooperationen für ein besseres Verständnis der atmosphärischen Prozesse in Hoch- und Zentralasien.

Verzeichnis der Variablen

Beispiele

VariablennameVariablenbeschreibungTypEinheit
albedoAlbedo2d-
canwatKronendachwasser2dkg m-2
emissOberflächenemissionsgrad2d-
etEvapotranspiration2dmm h-1
graupelRasterskala Graupel2dmm h-1
grdflxBodenwärmestrom2dW m-2
hailRasterskala Hagel (stufenweise)2dmm h-1
hfxWärmestrom nach oben an der Oberfläche2dW m-2
lhLatenter Wärmestrom an der Oberfläche2dW m-2
lwdownAbwärts gerichteter langwelliger Wärmestrom an der Bodenoberfläche2dW m-2
lwupAufwärts gerichteter langwelliger Wärmestrom an der Bodenoberfläche2dW m-2
netradNettostrahlung an der Bodenoberfläche2dW m-2
pblhPBL Höhe2dm
potevapPotentielle Verdunstung2dW m-2
prcpGesamtniederschlag2dmm h-1
prcp_cKumulusniederschlag (stufenweise)2dmm h-1
prcp_frGefrorener Niederschlag2dmm h-1
prcp_ncRasterskala-Niederschlag (stufenweise)2dmm h-1
psfcSFC Druck2dPa
q2Wasserdampf-Mischungsverhältnis in 2 m2dkg kg-1
qfxAufwärts gerichteter Feuchtigkeitsstrom an der Oberfläche2dkm m-2 s-1
scldGesamte Wolkensäule2d-
scldfraAnteil der Oberflächenwolken, berechnet in einem FOV mit 50 km Radius2d-
sfroffOberflächenabfluss2dmm
slpMeeresspiegeldruck2dhPa
snowSchneewasseräquivalent2dkg m-2
snowfallSchnee und Eis auf der Netzskala2dmm h-1
snowhPhysikalische Schneehöhe2dm
sstMeeresoberflächentemperatur2dK
swdownAbwärts gerichteter Kurzwellenfluss an der Bodenoberfläche2dW m-2
swupKurzwellenfluss aufwärts an der Bodenoberfläche2dW m-2
t2Temperatur in 2 m2dK
tskOberflächentemperatur der Erdoberfläche2dK
u10u bei 10m2dm s-1
udroffUnterirdischer Abfluss2dmm
ustu* in der Ähnlichkeitstheorie2dm s-1
v10v bei 10m2dm s-1
ws1010 m Windgeschwindigkeit2dm s-1
2d Variablen (nur HAR v2)   
col_qliquidGesamtsäule Mischungsverhältnis von flüssigem Wasser2dkg kg-1
col_qsolidGesamtsäule Mischungsverhältnis von festem Wasser2dkg kg-1
col_qvaporGesamtsäule Mischungsverhältnis von Wasserdampf2dkg kg-1
t2eta2 m Temperatur (extrapoliert aus den ersten beiden eta-levels)2dK
t2pbl2 m Temperatur (lineare Anpassung von pbl eta-levels)2dK
u_intvaporfluxSpaltenintegrierter zonaler Wasserdampffluß2dkg m-1 s-1
v_intvaporfluxSpaltenintegrierter meridionaler Wasserdampffluss2dkg m-1 s-1
w_intvaporfluxSpaltenintegrierter vertikaler Wasserdampffluß2dkg m-1 s-1
u_intliquidfluxSpaltenintegrierter zonaler Flüssigwasserfluss2dkg m-1 s-1
v_intliquidfluxSpaltenintegrierter meridionaler Flüssigwasserfluss2dkg m-1 s-1
w_intliquidfluxSpaltenintegrierter vertikaler Flüssigwasserfluss2dkg m-1 s-1
u_intsolidfluxSpaltenintegrierter zonaler Festwasserfluss2dkg m-1 s-1
v_solidfluxSpaltenintegrierter meridionaler Festwasserfluss2dkg m-1 s-1
w_intsolidfluxSpaltenintegrierter vertikaler Festwasserfluss2dkg m-1 s-1
intvaporfluxSpaltenintegrierter absoluter Wasserdampffluß2dkg m-1 s-1
intliquidfluxSpaltenintegrierter absoluter Flüssigwasserfluss2dkg m-1 s-1
intsolidfluxSpaltenintegrierter absoluter Festwasserfluss2dkg m-1 s-1
3d Variablen   
geopotentialGanzes Modell-Geopotential an Massenpunkten3d_pressm2 s-2
qliquidFlüssiges Wasser-Mischungsverhältnis3d_presskg kg-1
qsolidFestes Wasser-Mischungsverhältnis3d_presskg kg-1
qvaporWasserdampf-Mischungsverhältnis3d_presskg kg-1
thetaPotenzielle Temperatur (theta)3d_pressK
ux-Windkomponente3d_pressm s-1
uliquidfluxZonaler Flüssigwasserstrom3d_presskg m-2 s-1
usolidfluxZonaler Festwasserstrom3d_presskg m-2 s-1
uvaporfluxZonaler Wasserdampfstrom3d_presskg m-2 s-1
vy-Windkomponente3d_pressm s-1
vliquidfluxMeridionaler Flüssigwasserstrom3d_presskg m-2 s-1
vsolidfluxMeridionaler Festwasserstrom3d_presskg m-2 s-1
vvaporfluxMeridionaler Wasserdampfstrom3d_presskg m-2 s-1
wz-Windkomponente3d_pressm s-1
wliquidfluxVertikaler Flüssigwasserstrom3d_presskg m-2 s-1
wsolidfluxVertikaler Festwasserstrom3d_presskg m-2 s-1
wvaporfluxVertikaler Wasserdampfstrom3d_presskg m-2 s-1
wsHorizontale Windgeschwindigkeit an Massenrasterpunkten3d_pressm s-1
cldfraWolkenanteil3d_press-
pressureVollständiger Modelldruck3d_presshpa
3d Bodenvariablen   
smoisBodenfeuchte3d_pressm3 m-3
sh2oBoden Flüssigwasser3d_pressm3 m-3
smcrelRelative Bodenfeuchte3d_press-
tslbBodentemperatur3d_pressK
Statische Variablen   
hgtGeländehöhestatischm
lu_indexLandnutzungsklassestatisch-
cosalphaLokaler Kosinus der Kartendrehungstatisch-
sinalphaLokaler Sinus der Kartendrehungstatisch-
laiBlattflächenindexstatischFläche/Fläche
eCoriolis Kosinus Breitengradtermstatischs-1
fCoriolis Sinus-Breitengradtermstatics-1
isltypDominante Bodenklassestatisch-
ivgtypDominante Vegetationsklassestatic-
vegfraVegetationsanteilstatisch-
landmaskLandmaske (1 für Land, 0 für Wasser)statisch-
mapfac_mKartenskalierungsfaktor auf Massenrasterstatisch-
mapfac_mxKarten-Skalierungsfaktor auf Massenraster, x-Richtungstatisch-
mapfac_myKarten-Skalierungsfaktor auf Massenraster, y-Richtungstatic-

Publikationen zum Datensatz

2021

Wang, Xun; Otto, Marco; Scherer, Dieter
Atmospheric triggering conditions and climatic disposition of landslides in Kyrgyzstan and Tajikistan at the beginning of the 21st century
Natural Hazards and Earth System Sciences, 21 (7) :2125–2144
Juli 2021
ISSN: 1684-9981

2020

Hamm, Alexandra; Arndt, Anselm; Kolbe, Christine; Wang, Xun; Thies, Boris; Boyko, Oleksiy; Reggiani, Paolo; Scherer, Dieter; Bendix, Jörg; Schneider, Christoph
Intercomparison of Gridded Precipitation Datasets over a Sub-Region of the Central Himalaya and the Southwestern Tibetan Plateau
Water, 12 (11) :3271
2020
Wang, Xun; Tolksdorf, Vanessa; Otto, Marco; Scherer, Dieter
WRF–based dynamical downscaling of ERA5 reanalysis data for High Mountain Asia: Towards a new version of the High Asia Refined analysis
International Journal of Climatology, 41 :743–762
2020

2016

Curio, Julia; Scherer, Dieter
Seasonality and spatial variability of dynamic precipitation controls on the Tibetan Plateau
Earth System Dynamics, 7 (3) :767-782
2016

2015

Curio, J.; Maussion, F.; Scherer, Dieter
A 12-year high-resolution climatology of atmospheric water transport over the Tibetan Plateau
Earth System Dynamics, 6 (1) :109–124
2015

2014

Mölg, Thomas; Maussion, Fabien; Scherer, Dieter
Mid-latitude westerlies as a driver of glacier variability in monsoonal High Asia
Nature Climate Change, 4 (1) :68–73
2014
ISSN: 1758-678X
Maussion, Fabien; Scherer, Dieter; Mölg, Thomas; Collier, Emily; Curio, Julia; Finkelnburg, Roman
Precipitation Seasonality and Variability over the Tibetan Plateau as Resolved by the High Asia Reanalysis
Journal of Climate, 27 (5) :1910-1927
2014

2012

Mölg, T.; Maussion, F.; Yang, W.; Scherer, Dieter
The footprint of Asian monsoon dynamics in the mass and energy balance of a Tibetan glacier
The Cryosphere, 6 (6) :1445-1461
2012

2011

Maussion, F.; Scherer, Dieter; Finkelnburg, R.; Richters, J.; Yang, W.; Yao, T.
WRF simulation of a precipitation event over the Tibetan Plateau, China – an assessment using remote sensing and ground observations
Hydrology and Earth System Sciences, 15 (6) :1795-1817
2011