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Enregistrement W3180341658 · doi:10.5194/egusphere-egu2020-599

Predictability of Precipitation in Complex Terrain using the WRF Model with Varying Physics Parameterizations

2020· article· en· W3180341658 sur OpenAlexaffabout
Julia Jeworrek, Gregory West, Roland B. Stull

Notice bibliographique

Revuenon disponible
Typearticle
Langueen
DomaineEarth and Planetary Sciences
ThématiqueMeteorological Phenomena and Simulations
Établissements canadiensBC Hydro (Canada)University of British ColumbiaUniversity of British Columbia Hospital
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésWeather Research and Forecasting ModelPrecipitationEnvironmental scienceClimatologyQuantitative precipitation estimationTerrainQuantitative precipitation forecastMeteorologyNumerical weather predictionAtmospheric sciencesGeographyGeology

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Canada’s west coast topography plays a crucial role for the local precipitation patterns, which are often shaped by orographic lifting on one side of the mountains, and rain shadows on the other side. The hydroelectric infrastructure in southwest British Columbia (BC) relies heavily on the abundant rainfall of the wet season, but long lasting and heavy precipitation can cause local flooding and make reliable precipitation forecasts crucial for resource management, risk assessment, and disaster mitigation. This research evaluates hourly precipitation forecasts from the Weather Research and Forecasting (WRF) model over the complex terrain of southwest BC. The model data includes a full year of daily runs across three nested domains (27-9-3 km). A selection of different parameterizations is systematically varied, including microphysics, cumulus, turbulence, and land-surface parameterizations. The resulting over 100 model configurations are evaluated with observations from ground-based quality-controlled precipitation gauges. The individual model skill of the precipitation forecasts is assessed with respect to different accumulation windows, forecast horizons, grid resolutions, and precipitation intensities. Furthermore, the ensemble mean and spread provide insight to the general error growth for precipitation forecasts in WRF. Cumulus and microphysics parameterizations together determine the total precipitation in numerical weather prediction models and this study confirms the expectation that the combination of those physics parameterizations is most decisive for the precipitation forecasts. However, the boundary-layer and land-surface parameterizations have a secondary effect on precipitation skill. The verification shows that the WSM5 microphysics parameterization yields surprisingly competitive verification scores when compared to more sophisticated and computationally expensive parameterizations. Although, the scale-aware Grell-Freitas cumulus parameterization performs better for summer-time convective precipitation, the conventional Kain-Fritsch parameterization performs better for winter-time frontal precipitation, which contributes to the majority of the annual rainfall in southwest BC. Throughout a 3-day forecast horizon mean absolute errors are observed to grow by ~5% per forecast day. Furthermore, this study indicates that coarser resolutions suffer from larger total biases and larger random error components, however, they have slightly higher correlation coefficients. The mid-size 9-km domain yields the highest relative hit rate for significant and extreme precipitation. Verification metrics improve exponentially with longer accumulation windows: On one side, hourly precipitation values are highly prone to double-penalty issues (where a timing error can, for example, result in an over-forecast error in one hour and an under-forecast in a subsequent hour); on the other side, extended accumulation windows can compensate for timing errors, but lose information about short-term rain intensities.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,002
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,302
Score d'incertitude au seuil0,601

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,002
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,000
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,131
Tête enseignante GPT0,269
Écart entre enseignants0,138 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations1
Publié2020
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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