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The August 2002 flood in Austria: sensitivity of precipitation forecast skill to areal and temporal averaging

Kann, Alexander; Haiden, Thomas

Meteorologische Zeitschrift Vol. 14 No. 3 (2005), p. 369 - 377

published: Jul 12, 2005

DOI: 10.1127/0941-2948/2005/0042

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ArtNo. ESP025011403006, Price: 29.00 €

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Abstract

The dependence of precipitation forecast skill on areal and temporal averaging during the August 2002 floods in Austria is investigated. Operational forecasts of the ALADIN limited area model are verified against precipitation analyses obtained from a combination of two different networks of surface stations: a hydrological network with good spatial coverage but limited temporal resolution (24 h), and a meteorological network with good temporal resolution (10 min) but limited spatial density. By applying averaging windows of varying size in space and time it is shown to what extent the forecast skill increases with decreasing forecast specificity. For the space and time scales studied an increase of the time window by a certain factor is found more efficient in reducing forecast error than an increase of area size by the same factor, reflecting well-known differences between the spatial and temporal autocorrelation of the precipitation process itself. Comparison with other moderate-to-heavy precipitation episodes of the period 1999–2002 shows close agreement, suggesting that the results are typical of such events in the region.

Kurzfassung

Es wird die Abhängigkeit der Vorhersagegüte des Niederschlags vom Grad der Mittelung in Fläche und Zeit während der Hochwasser im August 2002 in Österreich untersucht. Operationelle Vorhersagen des Ausschnittsmodells ALADIN werden gegen Niederschlagsanalysen verifiziert, die aus der Kombination zweier Stationsnetze gewonnen wurden: ein hydrologisches Stationsnetz mit guter räumlicher Überdeckung aber beschränkter zeitlicher Auflösung (24 h) und ein meteorologisches Stationsnetz mit guter zeitlicher Auflösung (10 min) aber beschränkter räumlicher Dichte. Durch Anwendung von Mittelungsfenstern unterschiedlicher Größe in Raum und Zeit wird gezeigt, in welchem Ausmaß die Vorhersagegüte mit abnehmender Spezifität der Vorhersage zunimmt. Für die hier untersuchten zeitlichen und räumlichen Skalen ergibt eine Erhöhung des Zeitmittelungsfensters um einen gegebenen Faktor eine effizientere Reduktion des Vorhersagefehlers als eine Erhöhung der Gebietsgröße um den gleichen Faktor. Dies spiegelt bekannte Unterschiede zwischen räumlicher und zeitlicher Autokorrelation des Niederschlagsprozesses wider. Der Vergleich mit anderen mittleren bis starken Niederschlagsepisoden im Zeitraum 1999–2002 zeigt gute Übereinstimmung, was darauf hindeutet, dass die Ergebnisse für derartige Ereignisse in dieser Region typisch sind.