Im nächsten Upgrade des Integrierten Prognosesystems (IFS) des ECMWF werden Vorhersagen mit erweiterter Reichweite 101 statt 51 Ensemblemitglieder umfassen und häufiger als zuvor ausgeführt, bei einer konsistenten horizontalen Auflösung von 36 km.
Das Upgrade von IFS Cycle 47r3 auf 48r1 soll am 27. Juni 2023 erfolgen. Die Änderungen führen zu Verbesserungen der Prognoseleistung über alle Parameter hinweg.
Die erweiterten Prognosen des ECMWF liefern Vorhersagen für bis zu 46 Tage im Voraus.
Weitere Ensemblemitglieder
Das 51-köpfige Ensemble in der aktuellen Konfiguration kann kleine Verschiebungen der Prognosewahrscheinlichkeiten nicht immer richtig erfassen. Dies gilt insbesondere dann, wenn das Signal im Vergleich zur Ensemble-Spreizung sehr klein ist.
Durch die Verdoppelung der Ensemblegröße auf 101 Ensemblemitglieder erhalten Sie eine genauere Darstellung der prognostizierten Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion.
In Abbildung 1 zeigen wir ein Beispiel für die Auswirkung einer Erhöhung der Ensemblegröße auf 101 Ensemblemitglieder für eines der Produkte mit erweiterter Vorhersage: die Wahrscheinlichkeit tropischer Wirbelstürme im Umkreis von 300 km über einen wöchentlichen Zeitraum, in diesem Fall Woche 4.
Die Diagramme zeigen, dass die Gebiete mit hoher Wahrscheinlichkeit tropischer Wirbelsturmspuren zwischen den 51- und 101-köpfigen Ensembles weitgehend ähnlich aussehen, es jedoch erhebliche Unterschiede gibt.
Beispielsweise zeigt die Vorhersage des 101-köpfigen Ensembles eine höhere Wahrscheinlichkeit eines tropischen Wirbelsturms über dem Kanal von Mosambik sowie westlich und nordöstlich von Australien als das 51-köpfige Ensemble. Es zeigt auch geringere Wahrscheinlichkeiten östlich von 180°E. Tatsächlich schlugen tropische Wirbelstürme an den ersten drei Standorten zu, am vierten nicht.
Höhere Frequenz
Im Zyklus 48r1 werden erweiterte Prognosen täglich und nicht zweimal wöchentlich ausgeführt. Diese erhöhte Häufigkeit wird die Qualität von Vorhersagen mit erweiterter Reichweite für andere Wochentage als Montag und Donnerstag erheblich verbessern.
Die Auswirkungen der erhöhten Frequenz sind in Prognosen der Madden Julian Oscillation (MJO) zu sehen. Das MJO ist ein wanderndes Variabilitätsmuster in der tropischen Atmosphäre, das starke Auswirkungen auf die mittleren Breiten haben kann. Es ist durch eine östliche Ausbreitung großer Regionen mit verstärkten und unterdrückten Niederschlägen gekennzeichnet.
Abbildung 2 zeigt ein Beispiel für den Nutzen der erhöhten Frequenz für die Vorhersage des MJO (siehe blaue Linie). Es zeigt sich, dass bei der täglichen Ausführung von Vorhersagen mit erweiterter Reichweite die Vorhersagefähigkeit einer am Sonntag erstellten Vorhersage deutlich höher ist als die Vorhersagefähigkeit einer Vorhersage, die drei Tage alt ist (aktuelle Konfiguration).
Die tägliche Frequenz wird es auch ermöglichen, zeitverzögerte Ensembles zu erstellen, bei denen die Vorhersagen früherer Tage mit den neuesten Vorhersagen kombiniert werden, um ein größeres Ensemble zu erstellen. Dies ermöglicht insgesamt geschicktere Prognosen.
Die Abbildung zeigt ein Beispiel für den Nutzen eines verzögerten Ensembles für die Vorhersage des MJO im erweiterten Bereich. Der Nutzen des verzögerten Ensembles (Rot-, Grün- und Cyan-Kurven) nimmt mit der Vorlaufzeit zu. Es beginnt erst nach etwa 10 Prognosetagen sichtbar zu werden und wird in den Wochen 3 und 4 erheblich.
Konsistente Auflösung
Im Zyklus 48r1 wird die horizontale Auflösung für alle Vorhersagen mit erweiterter Reichweite bei 36 km gehalten. Derzeit sind es 18 km bis Tag 15 und 36 km bis Tag 46.
Die Änderung wurde durch Forschungsexperimente motiviert, die keine statistisch signifikanten Auswirkungen der Änderung der Auflösung zeigten.
Bereitgestellt vom Europäischen Zentrum für mittelfristige Wettervorhersage (ECMWF)