Klimatologie

The Central Europe Refined analysis (CER)

Der atmosphärische Datensatz Central Europe Refined analysis version 2 (CER v2) basiert auf dem ursprünglichen CER v1, der im Rahmen der DFG-geförderten Forschergruppe "Stadtklima und Hitzestress in Städten der Mittelbreiten in Anbetracht des Klimawandels (UCaHS)" und des DFG-geförderten Forschungsprojekts "Hitzewellen in Berlin, Deutschland - Stadtmodifikationen" erstellt wurde. Die aktuelle Version (CER v2) deckt den Zeitraum 1980 - 2022 ab und liefert gerasterte zweidimensionale Felder einer Vielzahl von atmosphärischen Variablen. Das Setup der ursprünglichen CER v1 basierte auf einer Sensitivitätsstudie zu unterschiedlichen Parametrisierungen der planetaren Grenzschicht und der Stadthindernisschicht, siehe Jänicke et al. (2017). Dieses Setup wurde unter Verwendung des Kain-Fritsch-Kumulus- und des Thompson-Mikrophysik-Schemas in der CER v2 angepasst.

Projektbeschreibung

Der CER v2-Datensatz wurde durch dynamisches Downscaling mit dem Weather Research and Forecasting Model (WRF) Version 4.3.3 erzeugt. Diese Version verwendet die vom ECMWF bereitgestellten ERA5 Reanalysedaten. Der Domänenaufbau für das ursprüngliche CER v1 (Abbildung 1) bestand aus in zwei Richtungen verschachtelten Domänen mit einem Gitterabstand von 30 km, 10 km und 2 km. Diese Domänen decken Europa, Deutschland bzw. die Region Berlin-Brandenburg weitgehend ab. CER v2 verwendet die 10 km und 2 km Domäne. Ergebnisse für diese Version sind derzeit nur für die 2 km-Domäne verfügbar. Die Simulationsstrategie ist eine kaskadierte Zwei-Wege-Schachtelung mit täglicher Neuinitialisierung, die von der High Asia Refined Analyse (HAR, Maussion et al., 2011, 2014) übernommen wurde. 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, und bietet Flexibilität bei den Berechnungen, da die täglichen Läufe völlig unabhängig voneinander sind und parallel und in beliebiger Reihenfolge berechnet werden können.

Ähnlich wie bei HAR werden die Ergebnisse der Simulationen in Produktdateien aufbereitet: eine einzelne Datei pro Variable und pro Jahr auf verschiedenen zeitlichen Aggregationsstufen. Eine Auswahl von Variablen ist in der nachstehenden Tabelle aufgeführt. Die Daten sind derzeit für die Jahre 1980-2022 verfügbar.

Kontakte

Sekretariat AB 3
Zeitspanne1980 - 2022
Räumliche Auflösung30 km (nur CER v1), 10 km (nur CER v1), 2 km
Zeitliche Auflösungstündlich (h), täglich (d), monatlich (m), jährlich (y)
Datenformatkomprimiertes NetCDF 4
Druckniveaus (hPa)1000, 975, 925, 900, 850, 800, 700, 650, 600, 550, 500, 450, 400, 350, 300, 250, 200, 150, 100, 75

Bei Verwendung von CER-Daten muss auf Jänicke et al. (2017) verwiesen, siehe Publikationsliste unten, und ein Link zu dieser Webseite angegeben werden.

Verzeichnis der ausgewählten Variablen

Beispiele

VariablennameVariablenbeschreibungTypEinheit
albedoAlbedo2d-
canwatKronendachwasser2dkg m-2
col_qliquidGesamtsäule Mischungsverhältnis von flüssigem Wasser2dkg kg-1
col_qsolidGesamtsäule Mischungsverhältnis von festem Wasser2dkg kg-1
col_qvaporGesamtsäule Mischungsverhältnis von Wasserdampf2dkg kg-1
emissOberflächenemissionsgrad2d-
etEvapotranspiration2dmm h-1
graupelRasterskala Graupel2dmm h-1
grdflxBodenwärmestrom2dW m-2
hailRasterskala Hagel (stufenweise)2dmm h-1
hfxAufwärtswärmestrom an der Oberfläche2dW m-2
intliquidfluxÜber die Säule integrierter absoluter Wasserfluss (flüssig)2dkg m-1 s-1
intsolidfluxÜber die Säule integrierter absoluter Wasserfluss (fest)2dkg m-1 s-1
intvaporfluxÜber die Säule integrierter absoluter Wasserfluss (Dampf)2dkg m-1 s-1
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
prcpGesamtniederschlag2dmm h-1
prcp_cKumulusniederschlag (stufenweise)2dmm h-1
prcp_frGefrorener Niederschlag (stufenweise)2dmm 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
slpMeeresspiegel-Luftdruck2dhPa
snowSchneewasseräquivalent2dkg m-2
snowfallRasterskala Schnee und Eis2dmm h-1
snowhPhysikalische Schneehöhe2dm
sstMeeresoberflächen Temperatur2dK
swdownAbwärts gerichteter Kurzwellenfluss an der Bodenoberfläche2dW m-2
swupAufwärts gerichtete Kurzwellenstrahlung an der Bodenoberfläche2dW m-2
t2Temperatur in 2 m2dK
t2eta2 m Temperatur (extrapoliert aus den ersten beiden eta-levels)2dK
t2pbl2 m Temperatur (lineare Anpassung von pbl eta-levels)2dK
tskOberflächen-Temperatur der Erdoberfläche2dK
u10u bei 10m2dm s-1
u_intliquidfluxÜber die Säule integrierter zonaler Wasserfluss (flüssig)2dkg -1 s-1
u_intsolidfluxÜber die Säule integrierter zonaler Wasserfluss (fest)2dkg -1 s-1
u_intvaporfluxÜber die Säule integrierter zonaler Wasserfluss (Dampf)2dkg -1 s-1
udroffUnterirdischer Abfluss2dmm
ustu* in der Ähnlichkeitstheorie2dm s-1
v_intliquidfluxÜber die Säule integrierter meridionaler Wasserfluss (flüssig)2dkg m-1 s-1
v_intsolidfluxÜber die Säule integrierter meridionaler Wasserfluss (fest)2dkg m-1 s-1
v_intvaporfluxÜber die Säule integrierter meridionaler Wasserfluss (Dampf)2dkg m-1 s-1
v10v bei 10m2dm s-1
w_intliquidfluxÜber die Säule integrierter vertikaler Wasserfluss (flüssig)2dkg m-1 s-1
w_intsolidfluxÜber die Säule integrierter vertikaler Wasserfluss (fest)2dkg m-1 s-1
w_intvaporfluxÜber die Säule integrierter vertikaler Wasserfluss (Dampf)2dkg m-1 s-1
ws1010 m Windgeschwindigkeit2dm s-1
3d Variablen   
geopotentialGanzes Modell Geopotential an Massenpunkten3d_pressm2 s-2
qliquidMischungsverhältnis von flüssigem Wasser3d_presskg kg-1
qsolidMischungsverhältnis von festem Wasser3d_presskg kg-1
qvaporMischungsverhältnis von Wasserdampf3d_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_soilm3 m-3
sh2oBoden Flüssigwasser3d_soilm3 m-3
smcrelRelative Bodenfeuchte3d_soil-
tslbBodentemperatur3d_soilK
Statische Variablen   
hgtGeländehöhestatischm
lu_indexLandnutzungs-Kategoriestatisch-
cosalphaLokaler Kosinus der Kartendrehungstatisch-
sinalphaLokaler Sinus der Kartendrehungstatisch-
laiBlattflächenindexstatischFläche/Fläche
eCoriolis Kosinus Breitengradtermstatischs-1
fCoriolis Sinus-Breitengrad-Termstatics-1
isltypDominante Bodenklassestatisch-
ivgtypDominante Vegetationsklassestatisch-
vegfraVegetationsanteilstatisch-
landmaskLandmaske (1 für Land, 0 für Wasser)statisch-
mapfac_mKarten Skalierungsfaktor auf Massenrasterstatisch-
mapfac_mxKarten Skalierungsfaktor auf Massenraster, x-Richtungstatisch-
mapfac_myKarten Skalierungsfaktor auf Massenraster, y-Richtungstatisch-

Publikationen zum Datensatz

2017

Jänicke, Britta; Meier, Fred; Fenner, Daniel; Fehrenbach, Ute; Holtmann, Achim; Scherer, Dieter
Urban-rural differences in near-surface air temperature as resolved by the Central Europe Refined analysis (CER): sensitivity to planetary boundary layer schemes and urban canopy models
International Journal of Climatology, 37 (4) :2063–2079
2017
ISSN: 08998418