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High-resolution sensitivity studies with the regional climate model COSMO-CLM

Meissner, Cathérine Schädler; Panitz, Hans-Jürgen Feldmann; Kottmeier, Christoph

Meteorologische Zeitschrift Vol. 18 No. 5 (2009), p. 543 - 557

published: Oct 1, 2009

DOI: 10.1127/0941-2948/2009/0400

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ArtNo. ESP025011805006, Price: 29.00 €

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Abstract

This paper presents sensitivity studies with the regional climate model COSMO-CLM for southwest Germany and the period from 1991 to 2000. The influence of horizontal resolution (7 km and 14 km) and driving data (ERA-40 and NCEP reanalysis data) on simulation results are assessed and a suitable simulation setup for high-resolution simulations is derived by using varying domain sizes, soil moisture initialization, physical parameterizations and numerical schemes. The use of ERA-40 reanalyses as driving data yields better overall results for temperature and precipitation than the use of NCEP reanalysis data. Increase in the horizontal resolution leads to better simulation results compared to observations. The choice of driving data has a larger impact on simulation results than changing resolutions, physical parameterizations, numerical schemes or initial soil water contents for simulations of this area.

Kurzfassung

In diesem Artikel werden Sensitivitätsstudien mit dem regionalen Klimamodel COSMO-CLM für Südwestdeutschland für den Zeitraum 1991-2000 präsentiert. Der Einfluss der horizontalen Auflösung (7 km und 14 km) und der Antriebsdaten (ERA-40 und NCEP Reanalysedaten) auf die Simulationsergebnisse wird untersucht und eine passende Simulationseinstellung für hoch auflösende Simulationen durch die Variation der Gebietsgröße, der Bodenfeuchteinitialisierung, der physikalischen Parametrisierungen und der Numerik bestimmt. Die Verwendung von ERA-40 Reanalysedaten als Antriebsdaten führt zu besseren Ergebnissen für Temperatur und Niederschlag als die Verwendung von NCEP Reanalysedaten. Eine Erhöhung der horizontalen Auflösung führt zu besseren Simulationsergebnissen im Vergleich mit Beobachtungen. Die Wahl der Antriebsdaten hat einen größeren Einfluss auf die Simulationsergebnisse als die Veränderung der Auflösung, der physikalischen Parametrisierungen, der Numerik oder des initialen Bodenwassergehaltes.