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Reanalyse Meteorologie Eine meteorologische Reanalyse ist ein Verfahren zur Erstellung längerfristiger meteorologischer

Reanalyse (Meteorologie)

Eine meteorologische Reanalyse ist ein Verfahren zur Erstellung längerfristiger meteorologischer Datensätze unter Verwendung von Modellen der Wettervorhersage und Assimilation historischer Beobachtungsdaten. Das Ergebnis ist typischerweise eine mehrjährige, dreidimensional konsistente Beschreibung des atmosphärischen Zustandes. Diese Datensätze kommen in vielen Anwendungsbereichen zum Einsatz, die auf langjährige meteorologische Daten angewiesen sind, beispielsweise im Bereich der erneuerbaren Energien. Neben globalen Reanalysen mit weltweiter Abdeckung existieren auch regionale Reanalysen, die in höherer räumlicher Auflösung einzelne Regionen abdecken.

Produzenten Bearbeiten

Meteorologische Reanalysen werden typischerweise durch Wetterdienste oder internationale meteorologische Zentren (in Europa beispielsweise ECMWF im Rahmen des Copernicus-Klimawandeldienst C3S) auf Basis ihrer numerischen Modelle und der archivierten Beobachtungsdaten produziert. Weltweit erzeugen verschiedene Zentren globale Reanalysedatensätze, sowie in zunehmendem Umfang auch regionale Reanalysen für unterschiedliche Regionen.

Bekannte Reanalyse-Datensätze Bearbeiten

Globale Reanalysen Bearbeiten

  • ERA5, ERA-20C und ERA-Interim: ECMWF/Copernicus-Klimawandeldienst (Copernicus Climate Change Service, C3S)
  • JRA-55: Japanische 55-jährige Reanalyse
  • MERRA/MERRA-2 (NASA)
  • NCEP/CFSR: Climate Forecast System Reanalysis

Regionale Reanalysen für Europa Bearbeiten

Weitere regionale Reanalysen Bearbeiten

  • NCEP North American Regional Reanalysis (NARR)
  • Bureau of Meteorology Atmospheric high-resolution Regional Reanalysis for Australia (BARRA v1.0)
  • Arctic System Reanalysis (ASR)

Anwendungsbeispiele Bearbeiten

Anwendungsbeispiel einer Reanalyse im Energiebereich: Mittlere Windgeschwindigkeit 1995-2018 in der Nord- und Ostsee in 116 m Höhe (basierend auf der regionalen Reanalyse COSMO-REA6). Eingezeichnet sind außerdem die Grenzen der deutschen Ausschließlichen Wirtschaftszone (AWZ) sowie Standorte von Messmasten (FINO 1, 2, 3).

Klimaüberwachung Bearbeiten

Im Rahmen des Copernicus-Klimawandeldienst (Copernicus Climate Change Service, C3S) wird die globale Reanalyse ERA5 für Auswertungen zur Temperaturentwicklung weltweit und in Europa eingesetzt.

Erneuerbare Energie Bearbeiten

Im Bereich der erneuerbaren Energien sind aus Reanalysen insbesondere die Parameter Windgeschwindigkeit und Solarstrahlung von Interesse. Da Reanalysen diese Information auch für Bereiche ohne direkte Beobachtungen bereitstellen, kommen diese in einer Vielzahl von Studien und Anwendungen in diesem Sektor zum Einsatz und sind daher ein wichtiges Werkzeug der Energiemeteorologie.

Weblinks Bearbeiten

Einzelnachweise Bearbeiten

  1. Kaiser-Weiss, A. K., Borsche, M., Niermann, D., Kaspar, F. Lussana, C., Isotta, F., van den Besselaar, E., van der Schrier, G., Undén, P.: Added value of regional reanalyses for climatological applications, Environmental Research Communications, Vol. 1, No. 7, 2019. DOI:10.1088/2515-7620/ab2ec3
  2. Hersbach, H., Bell, B., Berrisford, P., Hirahara, S., Horányi, A., Muñoz-Sabater, J., Nicolas, J., Peubey, C., Radu, R., Schepers, D., Simmons, A., Soci, C., Abdalla, S., Abellan, X., Balsamo, G., Bechtold, P., Biavati, G., Bidlot, J., Bonavita, M., De Chiara, G., Dahlgren, P., Dee, D., Diamantakis, M., Dragani, R., Flemming, J., Forbes, R., Fuentes, M., Geer, A., Haimberger, L., Healy, S., Hogan, R. J., Hólm, E. A., Janisková, M., Keeley, S., Laloyaux, P., Lopez, P., Radnoti, G., Rosnay, P. D., Rozum, I., Vamborg, F., Villaume, S., Thépaut, J.-N., 2020: The ERA5 global reanalysis. Q J R Meteorol Soc, DOI:10.1002/qj.3803
  3. Dee, D. P., Uppala, S. M., Simmons, A. J., Berrisford, P., Poli, P., Kobayashi, S., et al. (2011). The ERA‐Interim reanalysis: Configuration and performance of the data assimilation system. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 137(656), 553–597. DOI:10.1002/qj.828
  4. Bollmeyer, C., Keller, J. D., Ohlwein, C., Wahl, S., Crewell, S., Friederichs, P., Hense, A., Keune, J., Kneifel, S., Pscheidt, I., Redl, S., Steinke, S.: Towards a high-resolution regional reanalysis for the European CORDEX domain, Q. J. R. Meteorol. Soc., 141, 1–15, 2015, DOI:10.1002/qj.2486
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  7. Su, C.-H., Eizenberg, N., Steinle, P., Jakob, D., Fox-Hughes, P., White, C. J., Rennie, S., Franklin, C., Dharssi, I., Zhu, H., 2019: BARRA v1.0: the Bureau of Meteorology Atmospheric high-resolution Regional Reanalysis for Australia, Geosci. Model Dev., 12, 2049-2068, DOI:10.5194/gmd-12-2049-2019
  8. Copernicus: Surface air temperature maps
  9. Niermann, D., Borsche, M., Kaiser-Weiss, A. K., Kaspar, F.: Evaluating renewable energy relevant parameters of COSMO-REA6 by comparing against station observations, satellites and other reanalyses, Meteorologische Zeitschrift, 2019; DOI:10.1127/metz/2019/0945
  10. Philipp Henckes, Andreas Knaut, Frank Obermüller, Christopher William Frank: The benefit of long-term high resolution wind data for electricity system analysis. Energy 143, 934-942, 2018. DOI:10.1016/j.energy.2017.10.049
  11. Raik Becker, Daniela Thrän: Optimal Siting of Wind Farms in Wind Energy Dominated Power Systems. Energies 2018, 11, 978; DOI:10.3390/en11040978
  12. Staffell, I.; Pfenninger, S.: Using bias-corrected reanalysis to simulate current and future wind power output, Energy, Volume 114, Pages 1224-1239,2016, DOI:10.1016/j.energy.2016.08.068
  13. F. Kaspar, M. Borsche, U. Pfeifroth, J. Trentmann, J. Drücke, P. Becker: A climatological assessment of balancing effects and shortfall risks of photovoltaics and wind energy in Germany and Europe. In: Advances in Science and Research. 16. Jahrgang, 2019, S. 119–128, doi:10.5194/asr-16-119-2019.
  14. Simmer, C., G. Adrian, S. Jones, V. Wirth, M. Göber, C. Hohenegger, T. Janjic, J. Keller, C. Ohlwein, A. Seifert, S. Trömel, T. Ulbrich, K. Wapler, M. Weissmann, J. Keller, M. Masbou, S. Meilinger, N. Riß, A. Schomburg, A. Vormann, C. Weingärtner (2016): HErZ: The German Hans-Ertel Centre for Weather Research. Bull. Am. Meteorol. Soc., 97 (6), pp. 1057-1068, DOI:10.1175/BAMS-D-13-00227.1, 2016
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Veröffentlichungsdatum:
Eine meteorologische Reanalyse ist ein Verfahren zur Erstellung langerfristiger meteorologischer Datensatze unter Verwendung von Modellen der Wettervorhersage und Assimilation historischer Beobachtungsdaten Das Ergebnis ist typischerweise eine mehrjahrige dreidimensional konsistente Beschreibung des atmospharischen Zustandes Diese Datensatze kommen in vielen Anwendungsbereichen zum Einsatz die auf langjahrige meteorologische Daten angewiesen sind beispielsweise im Bereich der erneuerbaren Energien Neben globalen Reanalysen mit weltweiter Abdeckung existieren auch regionale Reanalysen die in hoherer raumlicher Auflosung einzelne Regionen abdecken Inhaltsverzeichnis 1 Produzenten 2 Bekannte Reanalyse Datensatze 2 1 Globale Reanalysen 2 2 Regionale Reanalysen fur Europa 2 3 Weitere regionale Reanalysen 3 Anwendungsbeispiele 3 1 Klimauberwachung 3 2 Erneuerbare Energie 4 Weblinks 5 EinzelnachweiseProduzenten BearbeitenMeteorologische Reanalysen werden typischerweise durch Wetterdienste oder internationale meteorologische Zentren in Europa beispielsweise ECMWF im Rahmen des Copernicus Klimawandeldienst C3S auf Basis ihrer numerischen Modelle und der archivierten Beobachtungsdaten produziert Weltweit erzeugen verschiedene Zentren globale Reanalysedatensatze sowie in zunehmendem Umfang auch regionale Reanalysen fur unterschiedliche Regionen 1 Bekannte Reanalyse Datensatze BearbeitenGlobale Reanalysen Bearbeiten ERA5 2 ERA 20C und ERA Interim 3 ECMWF Copernicus Klimawandeldienst Copernicus Climate Change Service C3S JRA 55 Japanische 55 jahrige Reanalyse MERRA MERRA 2 NASA NCEP CFSR Climate Forecast System ReanalysisRegionale Reanalysen fur Europa Bearbeiten COSMO REA6 4 5 des Deutschen Wetterdienstes und des Hans Ertel Zentrums fur Wetterforschung Copernicus Regional Reanalysis for EuropeWeitere regionale Reanalysen Bearbeiten NCEP North American Regional Reanalysis NARR 6 Bureau of Meteorology Atmospheric high resolution Regional Reanalysis for Australia BARRA v1 0 7 Arctic System Reanalysis ASR Anwendungsbeispiele Bearbeiten nbsp Anwendungsbeispiel einer Reanalyse im Energiebereich Mittlere Windgeschwindigkeit 1995 2018 in der Nord und Ostsee in 116 m Hohe basierend auf der regionalen Reanalyse COSMO REA6 5 Eingezeichnet sind ausserdem die Grenzen der deutschen Ausschliesslichen Wirtschaftszone AWZ sowie Standorte von Messmasten FINO 1 2 3 Klimauberwachung Bearbeiten Im Rahmen des Copernicus Klimawandeldienst Copernicus Climate Change Service C3S wird die globale Reanalyse ERA5 fur Auswertungen zur Temperaturentwicklung weltweit und in Europa eingesetzt 8 Erneuerbare Energie Bearbeiten Im Bereich der erneuerbaren Energien sind aus Reanalysen insbesondere die Parameter Windgeschwindigkeit und Solarstrahlung von Interesse 9 Da Reanalysen diese Information auch fur Bereiche ohne direkte Beobachtungen bereitstellen kommen diese in einer Vielzahl von Studien und Anwendungen in diesem Sektor zum Einsatz 10 11 12 13 und sind daher ein wichtiges Werkzeug der Energiemeteorologie Weblinks BearbeitenVergleichstabelle atmospharischer Reanalysen auf der Webseite Reanalysis org Informationen zu den COSMO basierten regionalen Reanalysen Hans Ertel Zentrum fur Wetterforschung 14 Deutscher Wetterdienst Einzelnachweise Bearbeiten Kaiser Weiss A K Borsche M Niermann D Kaspar F Lussana C Isotta F van den Besselaar E van der Schrier G Unden P Added value of regional reanalyses for climatological applications Environmental Research Communications Vol 1 No 7 2019 DOI 10 1088 2515 7620 ab2ec3 Hersbach H Bell B Berrisford P Hirahara S Horanyi A Munoz Sabater J Nicolas J Peubey C Radu R Schepers D Simmons A Soci C Abdalla S Abellan X Balsamo G Bechtold P Biavati G Bidlot J Bonavita M De Chiara G Dahlgren P Dee D Diamantakis M Dragani R Flemming J Forbes R Fuentes M Geer A Haimberger L Healy S Hogan R J Holm E A Janiskova M Keeley S Laloyaux P Lopez P Radnoti G Rosnay P D Rozum I Vamborg F Villaume S Thepaut J N 2020 The ERA5 global reanalysis Q J R Meteorol Soc DOI 10 1002 qj 3803 Dee D P Uppala S M Simmons A J Berrisford P Poli P Kobayashi S et al 2011 The ERA Interim reanalysis Configuration and performance of the data assimilation system Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society 137 656 553 597 DOI 10 1002 qj 828 Bollmeyer C Keller J D Ohlwein C Wahl S Crewell S Friederichs P Hense A Keune J Kneifel S Pscheidt I Redl S Steinke S Towards a high resolution regional reanalysis for the European CORDEX domain Q J R Meteorol Soc 141 1 15 2015 DOI 10 1002 qj 2486 a b F Kaspar D Niermann M Borsche S Fiedler J Keller R Potthast T Rosch T Spangehl B Tinz Regional atmospheric reanalysis activities at Deutscher Wetterdienst review of evaluation results and application examples with a focus on renewable energy In Advances in Science and Research Band 17 2020 S 115 128 doi 10 5194 asr 17 115 2020 englisch Mesinger F G DiMego E Kalnay K Mitchell P C Shafran W Ebisuzaki D Jovic J Woollen E Rogers E H Berbery M B Ek Y Fan R Grumbine W Higgins H Li Y Lin G Manikin D Parrish W Shi 2006 North American Regional Reanalysis Bull Amer Meteor Soc 87 343 360 DOI 10 1175 BAMS 87 3 343 Su C H Eizenberg N Steinle P Jakob D Fox Hughes P White C J Rennie S Franklin C Dharssi I Zhu H 2019 BARRA v1 0 the Bureau of Meteorology Atmospheric high resolution Regional Reanalysis for Australia Geosci Model Dev 12 2049 2068 DOI 10 5194 gmd 12 2049 2019 Copernicus Surface air temperature maps Niermann D Borsche M Kaiser Weiss A K Kaspar F Evaluating renewable energy relevant parameters of COSMO REA6 by comparing against station observations satellites and other reanalyses Meteorologische Zeitschrift 2019 DOI 10 1127 metz 2019 0945 Philipp Henckes Andreas Knaut Frank Obermuller Christopher William Frank The benefit of long term high resolution wind data for electricity system analysis Energy 143 934 942 2018 DOI 10 1016 j energy 2017 10 049 Raik Becker Daniela Thran Optimal Siting of Wind Farms in Wind Energy Dominated Power Systems Energies 2018 11 978 DOI 10 3390 en11040978 Staffell I Pfenninger S Using bias corrected reanalysis to simulate current and future wind power output Energy Volume 114 Pages 1224 1239 2016 DOI 10 1016 j energy 2016 08 068 F Kaspar M Borsche U Pfeifroth J Trentmann J Drucke P Becker A climatological assessment of balancing effects and shortfall risks of photovoltaics and wind energy in Germany and Europe In Advances in Science and Research 16 Jahrgang 2019 S 119 128 doi 10 5194 asr 16 119 2019 Simmer C G Adrian S Jones V Wirth M Gober C Hohenegger T Janjic J Keller C Ohlwein A Seifert S Tromel T Ulbrich K Wapler M Weissmann J Keller M Masbou S Meilinger N Riss A Schomburg A Vormann C Weingartner 2016 HErZ The German Hans Ertel Centre for Weather Research Bull Am Meteorol Soc 97 6 pp 1057 1068 DOI 10 1175 BAMS D 13 00227 1 2016 Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Reanalyse Meteorologie amp oldid 231688910