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Analysis of a smooth seasonal cycle with daily resolution and degree day maps for Iceland

Bjornsson, Halldor; Olason, Einar Orn; Jónsson, Trausti; Henriksen, Steen

Meteorologische Zeitschrift Vol. 16 No. 1 (2007), p. 57 - 69

published: Feb 28, 2007

DOI: 10.1127/0941-2948/2007/0188

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Abstract

We discuss the problem of calculating the annual cycle, with a daily resolution. A tension spline method is developed whereby the daily values are interpolated from consecutive monthly values, in such a way that the monthly means are conserved. This method is then applied to monthly maps of minimum, mean and maximum temperature in Iceland which results in three sets of 365 daily maps. We use these maps to calculate degree days and the Julian day of temperature maxima and minima. We discuss the problem of getting unbiased degree day maps and propose a method to correct for biases. A closer examination of the seasonal cycle reveals that in many locations in Iceland the temperature reaches a minimum (local or absolute) in the month of March. We examine this in more detail and find that this phenomenon can be traced to the influence of sea ice cover north and west of the country during late winter.

Kurzfassung

Wir behandeln das Problem der Berechnung des Jahreszeitenzyklus mit täglicher Auflösung. Eine Splinemethode (Spannungspline) wird entwickelt. Mit dieser Methode werden die täglichen Werte so aus den Monatswerten interpoliert, dass die Monatsdurchschnitte erhalten bleiben. Diese Methode wird dann auf die Monatskarten der Minimum-, Durchschnitt- und Maximalertemperatur in Island angewendet. Auf diese Weise errechnen wir drei Sätze von je 365 täglichen Karten. Wir benutzen diese Karten, um Karten der Gradtagzahl und den Julianischen Tag der Temperaturmaxima und -minima zu errechnen. Wir behandeln das Problem fehlerfreie Gradtagzahlkarten zu berechnen und schlagen eine Methode vor, um systematische Fehler zu beheben. Eine genauere Studie des Jahreszeitenzyklus deckt auf, dass an vielen Orten in Island die Temperatur ihr Minimum (lokal oder absolut) im März erreicht. Eine ausführliche Analyse zeigt, daß dieses Phänomen durch Treibeis nördlich und westlich von Island während des Spätwinters beeinflußt wird.