ECMWF ERA-40 - Europäische Reanalyse

Example ERA40: Winter means of air pressure at NH for the month December, January and February in ERA40 time period 1957-2002. — Beispiel ERA40: Wintermittel des Luftdrucks auf der NH für die Monate Dezember, Januar und Februar im ERA40 Zeitraum 1957 bis 2002. Copyright: UHH/CEN/AJB

Übersicht

Zugang

EINGESCHRÄNKT:

Beim ECMWF ERA-Interim-Daten holen für registrierte EZMW-Benutzer

EINGESCHRÄNKT: Dieser Link auf den Datensatz ist nur für eine eingeschränkte Nutzergruppe verfügbar. Der Datensatz ist nur im CEN/MPI Netzwerk bzw. von außen mit Kundenkonto zugreifbar. Bitte wenden Sie sich an ICDC, wenn Sie von außerhalb des Netzwerks auf diese Daten zugreifen möchten.

Datenzugriff über Filesystem: /data/icdc/reanalyses/era_40/

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Beschreibung

Der Reanalyse-Datensatz ERA-40 ist der Vorgänger von ERA-Interim und ERA-5. ICDC bietet hier ein Subset der Daten für die interne Nutzung an.

Bereits im Jahr 1995 stellte das ECMWF in Reading das Reanalyseprojekt ERA-15 (Gibson u. a., 1997) für den Zeitraum 1.12.1978 0:00H bis 28.2.1994 18:00H fertig. Aufgrund der Weiterentwicklungen des Vorhersagesystems und der Datenassimilation erfolgte eine erneute, umfangreichere Reanalyse, das Projekt ERA-40 (Simmons u. Gibson, 2000; Uppala u. a., 2005), das seit 2003 zur Verfügung steht. ERA-40 deckt den Zeitraum 1.9.1957 0:00 UTC bis 31.8.2002 18:00 UTC ab, beginnt also mit dem Internationalen Geophysikalischen Jahr 1958, das besonders viele Beobachtungsdaten lieferte.

Der räumlich dreidimensionale ERA-40 Datensatz wurde durchgehend mit einer Version des „Integrated Forecasting System“ (IFS) des ECMWF berechnet. In die Berechnung mit dem Modell wurden, neben den Routinemessungen, alle verfügbaren und geeigneten Beobachtungsdaten einbezogen. Diese assimilierten Beobachtungsdaten stammen aus mannigfaltigen Quellen, wie Wetterstationen, Radiosondenaufstiegen, Schiffsmessungen und seit den 1970er Jahren auch Satellitenmessungen.

Das verwendete Assimilationsmodell hat eine horizontale, spektrale Auflösung von T159 und L60 Höhenlevel. Die räumliche Auflösung T159 entspricht etwa einer räumlichen Auflösung im geographischen Gitter von 1,125° x 1,125°. Die Daten liegen 6-stündlich (6H) an vier Terminen (0:00, 6:00, 12:00, 18:00 UTC) und monatlich gemittelt (MM), auf Modell-Leveln (ML), Druck-Leveln (PL) oder als Bodenwert (SFC), als Analyse (0h) oder Vorhersage (6h) vor. Diese Kürzel findet man auch in der Dateibezeichnung in der CERA Datenbank.

Der Datensatz enthält alle wichtigen atmosphärischen Parameter. Durch die Rechnung über 45 Jahre mit dem gleichen Modell ist der ERA-40
Datensatz in sich konsistent. Das Modell schließt die räumlichen und zeitlichen Lücken in den Beobachtungsdaten. Hier stellt sich aber besonders in Gebieten mit traditionell wenig verfügbaren Messungen, wie der Arktis, die Frage nach der Güte der modellierten Daten.

Letzte Aktualisierung des Datensatzes am ICDC: 2011

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Parameter

Parameter des ERA-40 Datensatzes: Liste der bei ICDC verfügbaren Parameter, siehe EZMW für vollständige Liste.
Name und Abkürzung	Einheit	Variablennummer	Level
Geopotential, z	m2 s-2	129	100000, 92500, 85000, 77500, 70000, 60000, 50000, 40000, 30000, 25000, 20000, 15000, 10000, 7000, 5000, 3000, 2000, 1000, 700, 500, 300, 200, 100
Vertical velocity "OMEGA", w	Pa s-1	135	100000, 92500, 85000, 77500, 70000, 60000, 50000, 40000, 30000, 25000, 20000, 15000, 10000, 7000, 5000, 3000, 2000, 1000, 700, 500, 300, 200, 100
Temperature, t	K	130	100000, 92500, 85000, 77500, 70000, 60000, 50000, 40000, 30000, 25000, 20000, 15000, 10000, 7000, 5000, 3000, 2000, 1000, 700, 500, 300, 200, 100
U component of wind, u	m/s	131	100000, 92500, 85000, 77500, 70000, 60000, 50000, 40000, 30000, 25000, 20000, 15000, 10000, 7000, 5000, 3000, 2000, 1000, 700, 500, 300, 200, 100
V component of wind	m/s	132	100000, 92500, 85000, 77500, 70000, 60000, 50000, 40000, 30000, 25000, 20000, 15000, 10000, 7000, 5000, 3000, 2000, 1000, 700, 500, 300, 200, 100

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Abdeckung, räumliche und zeitliche Auflösung

Zeitraum und zeitliche Auflösung:

1.9.1957 0:00 UTC bis 31.8.2002 18:00 UTC
6-stündlich und monatlich

Räumliche Abdeckung und Auflösung:

Global
Räumliche Auflösung: 1.125° x 1.125°, T159 Gauss'sches Gitter
Geographische Länge: 0.0°E bis 358.875°E
Geographische Breite: -89.1415°N bis 89.1415°N
Dimension: 320 Spalten x 160 Zeilen
Höhe: 23 Druckniveaus

Format:

NetCDF (ein Parameter: 75 Gbyte)

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Datenqualität

Das ECMWF äußert sich zur Datenqualität im ECMWF Report "Data usage and quality control for ERA-40, ERA-Interim and the operational ECMWF data assimilation system" , siehe Referenzen.

Some studies have a critical view on the quality of ERA40. Here are some examples:

Trenberth u. a. (2001) befassen sich mit der Qualität der Reanalysen in den Tropen.
Bengtsson u. a. (2004a) untersuchen die Frage, ob sich überhaupt Klimatrends aus Reanalysedaten berechnen lassen, da die Änderung von Art und Anzahl der Beobachtungsdaten Trends und Artefakte in den Reanalysedaten erzeugen können, besonders nach der Einführung von Satellitenmessungen.
Ein ähnliches Ergebnis finden Bengtsson u. a. (2004b), die die Reanalyse-Daten auf Grundlage variierender Beobachtungsdaten untersuchten und feststellten, dass aufgrund der zeitlichen Inhomogenität der verfügbaren Beobachtungsdaten die Reanalysen nur unter Vorbehalt für Langzeit-Klimastudien zu verwenden sind.
Bengtsson u. a. (2004c) befassen sich außerdem kritisch mit dem Wasserkreislauf (Verdunstung, Niederschlag etc.) der ERA-40 Reanalysen.
Fehlerbehaftete Niederschlagsdaten sind in mehreren Untersuchungen gefunden worden, so werden zum Beispiel Probleme mit zu hohen Niederschlägen in den Tropen von Uppala u. a. (2005) beschrieben.
Auch die natürliche Orografie kann im Modell nicht vollständig abgebildet werden (siehe ECMWF website Model Orography).
Unrealistische Trends im Meereis wurden von Bromwich u. a. (2004) gefunden.

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Kontaktperson

Annika Jahnke-Bornemann

ICDC / CEN / University of Hamburg
E-Mail: annika.jahnke-bornemann"AT"uni-hamburg.de

At ECMWF:

Name: Sakari Uppala
Institute: European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF)
Address: Shinfield Park, Reading, RG2 9AX, GB

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Referenzen

Literatur:

ECMWF Report "Data usage and quality control for ERA-40, ERA-Interim and the operational ECMWF data assimilation system", 2011 (pdf, not barrier free)
[Bengtsson et al 2004a] Bengtsson, L., Hagemann, S., and Hodges, K. I. (2004), Can climate trends be calculated from reanalysis data? J. Geophys. Res., 109, D11111, doi:10.1029/2004JD004536. https://doi.org/10.1029/2004JD004536
[Bengtsson et al 2004b] L. Bengtsson, K.I. Hodges & S. Hagemann (2004) Sensitivity of the ERA40 reanalysis to the observing system: determination of the global atmospheric circulation from reduced observations, Tellus A: Dynamic Meteorology and Oceanography, 56:5, 456-471, DOI: 10.3402/tellusa.v56i5.14466. https://doi.org/10.3402/tellusa.v56i5.14466
[Bengtsson et al 2004c] L. Bengtsson, K.I. Hodges & S. Hagemann (2004) Sensitivity of large-scale atmospheric analyses to humidity observations and its impact on the global water cycle and tropical and extratropical weather systems in ERA40, Tellus A: Dynamic Meteorology and Oceanography, 56:3, 202-217, DOI: 10.3402/tellusa.v56i3.14412. https://doi.org/10.3402/tellusa.v56i3.14412
[Bromwich et al 2004] Bromwich, D. H., & Fogt, R. L. (2004). Strong Trends in the Skill of the ERA-40 and NCEP–NCAR Reanalyses in the High and Midlatitudes of the Southern Hemisphere, 1958–2001, Journal of Climate, 17(23), 4603-4619. https://doi.org/10.1175/3241.1
[Gibson et al 1997] GIBSON, J.K. ; KÅLLBERG, P. ; UPPALA, S. ; NOMURA, A.; HERNANDEZ, A. ; SERRANO, E.: ERA Description. In: ECMWF ERA-15 Project Report Series (1997), Nr. 1. – ECMWF, https://www.ecmwf.int/sites/default/files/elibrary/1997/9584-era-description.pdf (pdf, not barrier free)
[Simmons u. Gibson 2000] SIMMONS, A. J. ; GIBSON, J. K.: The ERA-40 Project Plan. In: The ERA-40 Project Report Series (2000), Nr. 1. https://www.ecmwf.int/sites/default/files/elibrary/2000/12272-era-40-project-plan.pdf (pdf, not barrier free)
[Trenberth et al 2001] Trenberth, K. E., Stepaniak, D. P., Hurrell, J. W., & Fiorino, M. (2001). Quality of Reanalyses in the Tropics, Journal of Climate, 14(7), 1499-1510. https://doi.org/10.1175/1520-0442(2001)014<1499:QORITT>2.0.CO;2
[Uppala et al 2005] Uppala, S.M., KÅllberg, P.W., Simmons, A.J., Andrae, U., Bechtold, V.D.C., Fiorino, M., Gibson, J.K., Haseler, J., Hernandez, A., Kelly, G.A., Li, X., Onogi, K., Saarinen, S., Sokka, N., Allan, R.P., Andersson, E., Arpe, K., Balmaseda, M.A., Beljaars, A.C.M., Berg, L.V.D., Bidlot, J., Bormann, N., Caires, S., Chevallier, F., Dethof, A., Dragosavac, M., Fisher, M., Fuentes, M., Hagemann, S., Hólm, E., Hoskins, B.J., Isaksen, L., Janssen, P.A.E.M., Jenne, R., Mcnally, A.P., Mahfouf, J.‐F., Morcrette, J.‐J., Rayner, N.A., Saunders, R.W., Simon, P., Sterl, A., Trenberth, K.E., Untch, A., Vasiljevic, D., Viterbo, P. and Woollen, J. (2005), The ERA‐40 re‐analysis. Q.J.R. Meteorol. Soc., 131: 2961-3012. https://doi.org/10.1256/qj.04.176

Websites:

ECMWF Parameter Table 128, https://apps.ecmwf.int/codes/grib/param-db?&filter=grib1&table=128
ECMWF Reanalysis - 40 years (ERA-40), https://www.ecmwf.int/en/forecasts/dataset/ecmwf-reanalysis-40-years
ERA-40 Atlas, https://sites.ecmwf.int/era/40-atlas/docs/index.html
ECMWF Model Orography, https://confluence.ecmwf.int/display/FUG/Model+Orography

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Datenzitat, Lizenz und Danksagung

Bei Verwendung der Daten diese bitte wie folgt zitieren:

Uppala et al., 2005: The ERA-40 re-analysis. In: Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society 131 (2005), 2961-3012. doi:10.1256/qj.04.176.

und mit der folgenden Danksagung:

Thanks to ICDC, CEN, University of Hamburg for data support.

Lizenz

Einzelheiten zur Lizenz entnehmen Sie bitte den Projektseiten beim ECMWF.

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