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High Resolution Sensitivity Studies with the Regional Climate Model CCLM in the Alpine Region

Suklitsch, Martin; Gobiet, Andreas; Leuprecht, Armin; Frei, Christoph

Meteorologische Zeitschrift Vol. 17 No. 4 (2008), p. 467 - 476

published: Aug 25, 2008

DOI: 10.1127/0941-2948/2008/0308

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ArtNo. ESP025011704011, Price: 29.00 €

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Abstract

The presented study investigates the performance of the regional climate model CCLM operated at high resolution (10 km grid) over the European Alpine region to find a suitable setup for long term regional climate simulations over mountainous terrain and to quantify various error sources. CCLM is run in 8 different setups, spanning a substantial range of possible settings of the model and is driven by the ECMWF's ERA-40 reanalysis. The results are systematically evaluated focussing on 2 m air temperature and precipitation amount. The annual mean error in the entire Alpine region lies between -0.14 and -0.42 mm/d for precipitation and -0.98 and -1.44 K for temperature, depending on the model setup. By objectively defining climate subregions covering the Alpine region we also take advantage of the high model resolution to analyze subregional performance of the CCLM. It is shown that modifications of the domain size and vertical resolution have the greatest impact on the results, while altering the parameterization and numerics does not yield a significantly different outcome.

Kurzfassung

Die vorliegende Arbeit untersucht die Leistungsfähigkeit des regionalen Klimamodells CCLM, mit dem über den europäischen Alpen in einer hohen Auflösung simuliert wird, um ein passendes Setup für längerfristige Klimasimulationen in komplexem Gelände zu finden und verschiedene Fehlerquellen zu quantifizieren. 8 unterschiedliche Setups, mit denen das CCLM betrieben wird, decken dabei einen großen Teil der möglichen Einstellungen des Modells ab. Angetrieben wird es mit den ERA-40 Re-Analysen des ECMWF. Die Resultate wurden systematisch ausgewertet, wobei der Fokus auf den Parametern 2 m-Temperatur und Niederschlag liegt. Der jährliche mittlere Fehler in der gesamten Alpenregion liegt je nach Modellsetup zwischen -0.14 und -0.42 mm/d beim Niederschlag und zwischen -0.98 und -1.44 K bei der Temperatur. Die hohe Auflösung wird weiters dazu verwendet, um die Leistungsfähigkeit des CCLM in einzelnen Subregionen zu untersuchen. Dazu wurden im Alpenraum auf objektive Weise klimatologische Subregionen definiert. Es wird gezeigt, dass Modifikationen der Domaingröße und vertikalen Auflösung den größten Einfluss auf die Resultate haben, während Änderungen der Parametrisierungen und Numerik kein signifikant unterschiedliches Resultat erzeugt.