Change search
ReferencesLink to record
Permanent link

Direct link
Regional Precipitation Study in Central America, Using the WRF Model
Uppsala University, Disciplinary Domain of Science and Technology, Earth Sciences, Department of Earth Sciences, LUVAL.
2012 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (One Year)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

Using the regional climate model WRF, and the NCEP-NCAR Reanalysis Project data asboundary and initial conditions, regional precipitation was estimated by means of thedynamical downscaling technique for two selected periods, January 2000 and September2007. These months show very particular climatic characteristics of the precipitationregimen in Central America, like dry (wet) conditions in the Pacific (Caribbean) coast of theCentral American isthmus, in January, and wet (dry) conditions, respectively in each coast,during September. Four-nested-domains, each grids of resolution of 90 km (d01), 30 km(d02), 10 km (d03), and 3.3 km (d04), were configured over this region. The runs werereinitialized each 5 days with 6 hours of spin-up time for adjustment of the model. A total of8 experiments (4 per month) were tested in order to study: a) two important CumulusParameterization Schemes (CPS), Kain-Fritsch (KF) and Grell-Devenyi (GD); and b) thephysical interaction between nested domains (one- and two-way nesting), during eachsimulated month.January 2000 results showed that the modeled precipitation is in agreement withobservations, and also captured the mean climate features of rainfall concerning magnitude,and spatial distribution, like the particular precipitation contrast between the Pacific and theCaribbean coast.Outputs from September 2007 revealed significant differences when a visual comparison ismade to the spatial distribution of each coarse domain (d01, d02, and d03) with theirrespective domain in each experiment. However, the inner grids (d04) in all theexperiments, showed a similar spatial distribution and magnitude estimation, mainly inthose runs using one-way nesting configuration. Furthermore, the results for this mothdiffer substantially with observations, and the latter could be related with associateddeficiencies in the boundary condition that do not reproduce well the transition periodsfrom warm to cold El Niño episodes.Moreover, in all the experiments, the KF scheme calculated more precipitation than the GDscheme and it is associated to the ability of the GD scheme to reproduce spotty but intenserainfall, and apparently, this scheme is reluctant to activate, frequently yielding little or norain. However, when rainfall does develop, it is very intense.Also, the time series do not replicate specific precipitation events, thus, the 5-daysintegration period used in this study, is not enough to reproduce short-period precipitationevents.Finally, physical interaction issues between the nested domains are reflected indiscontinuities in the precipitation field, which have been associated to mass fieldadjustment in the CPS.

Abstract [sv]

Nederbörden i Central Amerika har uppskattats med dynamisk nedskalning för två utvaldaperioder, januari 2000 och september 2007. Global återanalysdata från NCEP-NCARsåteranalysprojekt har använts som randdata och initialdata till den regionalaklimatmodellen WRF. De studerade månaderna uppvisar stora variationer inederbördsmönster, t ex lite (mycket) nederbörd under januari och mycket (lite) nederbördunder september för kustområdena längs Stilla havet (Karibiska havet). Fyra nästladedomäner över Central Amerika har använts med en upplösning på 90 km (d01), 30 km (d02),10 km (d03) och 3,3 km (d04). Simuleringarna initialiserades var 5:e dag och de första 6timmarna efter varje initialisering används för modellens anpassning till initialtillståndet.Totalt 8 experiment genomfördes (4 för varje månad) för att studera: (a) två olika sätt attparameterisera konvektion i Cumulusmoln (CPS), Kain-Fritsch (KF) och Grell-Devenyi (GD)och (b) den fysikaliska interaktionen mellan de nästlade domänerna (en- respektive tvåvägsnästlade scheman).För januari 2000 var det god överensstämmelse mellan modellerad och observeradnederbörd. Modellen beskriver väl såväl mängden nederbörd som den rumsligafördelningen, t ex den stora kontrasten mellan kustområdena längs Stilla havet och Karibiskahavet.För september 2007 uppvisar den modellerade nederbörden stora skillnader i de olikaexperimenten för de yttre domänerna (d01, d02, d03). För den inre domänen (d04) ärresultaten från de olika experimenten betydligt mer lika, särskilt för experimenten medenvägs nästlade scheman. Vidare skiljer sig den modellerade nederbörden väsentligt frånobserverad nederbörd under september 2007. Detta kan förklaras med felaktiga randdatapå grund av problemet i återanalys data att reproducera perioder med övergång från varmtill kall El Niño. I alla experiment gav KF mer nederbörd än GD, det kan förklaras med att GDbättre reproducerar kortvarig, intensiv nederbörd. Det finns en viss tröghet innannederbörden i GD aktiveras, vilket innebär större frekvens av lite eller ingen nederbörd. Närnederbörden väl utvecklas blir den dock intensiv. WRF-modellen klarar inte av att återgespecifika nederbördshändelser för de genomförda experimenten, vilket betyder att 5-dagarär för lång simuleringstid för att kunna reproducera specifika händelser. Slutligen,interaktion mellan de nästlade domänerna skapar diskontinuiteter i nederbördsmöns.

Place, publisher, year, edition, pages
2012. , 52 p.
Examensarbete vid Institutionen för geovetenskaper, ISSN 1650-6553 ; 244
Keyword [en]
WRF, Central America, precipitation, dynamical downscaling, regional models, reanalysis, cumulus parameterization schemes.
Keyword [sv]
WRF, Centralamerika, nederbörd, dynamiska nedskalning, regionala modeller, reanalys, cumulus parametrisering system
National Category
Meteorology and Atmospheric Sciences
URN: urn:nbn:se:uu:diva-182208OAI: diva2:558907
Subject / course
Educational program
Master Programme in Physics
Physics, Chemistry, Mathematics
Available from: 2012-10-08 Created: 2012-10-05 Last updated: 2012-10-08Bibliographically approved

Open Access in DiVA

TitoMaldonado_Thesis_2012-09-24(11897 kB)350 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 11897 kBChecksum SHA-512
Type fulltextMimetype application/pdf

Search in DiVA

By author/editor
Maldonado, Tito
By organisation
Meteorology and Atmospheric Sciences

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 350 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

Total: 721 hits
ReferencesLink to record
Permanent link

Direct link