Original paper

Regime-dependent forecast uncertainty of convective precipitation

Keil, Christian; Craig, George C.

Meteorologische Zeitschrift Vol. 20 No. 2 (2011), p. 145 - 151

published: Apr 1, 2011

DOI: 10.1127/0941-2948/2011/0219

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ArtNo. ESP025012002006, Price: 29.00 €

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Abstract

Forecast uncertainty of convective precipitation is influenced by all scales, but in different ways in different meteorological situations. Forecasts of the high resolution ensemble prediction system COSMO-DE-EPS of Deutscher Wetterdienst (DWD) are used to examine the dominant sources of uncertainty of convective precipitation. A validation with radar data using traditional as well as spatial verification measures highlights differences in precipitation forecast performance in differing weather regimes. When the forecast uncertainty can primarily be associated with local, small-scale processes individual members run with the same variation of the physical parameterisation driven by different global models outperform all other ensemble members. In contrast when the precipitation is governed by the large-scale flow all ensemble members perform similarly. Application of the convective adjustment time scale confirms this separation and shows a regime-dependent forecast uncertainty of convective precipitation.

Kurzfassung

Generell wird die Vorhersagbarkeit konvektiven Niederschlags von Prozessen auf allen Skalen beeinflusst. Im Einzelfall hängt diese aber entscheidend von der meteorologischen Strömungssituation ab. Verschiedene Ursachen der Vorhersagbarkeit, bzw. der Ungenauigkeit der Vorhersage, lassen sich mit Vorhersagen des konvektions-auflösenden Ensemble-Vorhersage-Systems COSMO-DE-EPS des Deutschen Wetterdienstes (DWD) untersuchen. Eine Überprüufung der Vorhersagequalität mit traditionellen und räumlichen Qualitätsmaßen angewandt auf Radarbeobachtungen verdeutlicht die unterschiedliche Güte der Niederschlagsprognosen während verschiedener meteorologischer Strömungssituationen. Falls die Vorhersagbarkeit in erster Linie von klein-skaligen Prozessen beeinflusst wird, haben diejenigen Vorhersagen eine höhere Qualität, die mit derselben physikalischen Störung aber verschiedenen globalen Modellen angetrieben werden. Falls der Niederschlag von der synoptisch-skaligen Strömung dominiert wird, zeigen alle Vorhersagen eine ähnliche Qualität. Die Anwendung der konvektiven Zeitskala bestätigt diese Unterteilung und zeigt die strömungsabhängige Vorhersagbarkeit des konvektiven Niederschlags.