CRD dokumentacija

Cilj projekta

Cilj projekta je izrada klimatološke baze podataka od 1979. godine temeljene na reanalizi klime pomoću WRF-ARW modela nad regijom jugoistočne Europe s naglaskom na područje Hrvatske. Baza podataka je u cjelosti dostupna javnosti zajedno sa setom statističkih alata za analizu klimatoloških podataka.

Atmosferski model

Za klimatološku reanalizu korišten je atmosferski model WRF-ARW [1]. Domena modela ima razmak mreže od 10 kilometara i veličine je 317x277 točaka, lambert projekcija sa središtem na koordinatama 45,30°N i 13,30°E. Vertikalni broj nivoa modela je 42. Za inicijalne i bočne uvjete korišten je CFS model, rezolucije mreže 0.5° (NCEP ds093.0 [2] i ds094.0 [3]). Vremenski korak reanalize iznosi 1 sat.

Korištena jezgra modela je Advanced Research WRF (ARW) u verziji 3.9.1.1. Preprocessing WPS alati su verzije 3.9.1.

Proces reanalize je podijeljen u mjesečne izračune. Svaki pojedinačni izračun inicijaliziran je s početnim stanjem na 1. dan u mjesecu u 00 sati UTC i završava sa 1. danom u idućem mjesecu u 00 sati UTC. U bazi, podatak koji se odnosi na 00 sati UTC za 1. dan u mjesecu je zadnji podatak izračuna prethodećeg mjeseca, dok je prvi podatak svakog novog pokretanja modela u 01 sat UTC 1. dana u mjesecu.

Restart reanalize na prijelazu svakog mjeseca osigurava minimaliziranje efekata dugoročnih bias-a modela. Duljina reanalize od mjesec dana dovoljna je da se minimizira učestalost spinup-a modela i moguće negativne posljedice tog perioda integracije modela (u pravilu, prvih 6-12 sati od starta modela). Periodi od mjesec dana uzeti su kao optimalni kompromis i konstanta su kroz cijeli reanalizirani period.

Uslijed restarta reanalize, odnosno reinicijalizacije stanja modela, na prijelazu mjeseca moguće je primjetiti diskontinuitete pojedinih meteoroloških parametara, primjerice visine snježnog pokrivača. Ako nije drugačije naglašeno (vidi poglavlje Ograničenja), ovi diskontinuiteti ne stvaraju značajne prepreke pri analizi klime u dugoročnom smislu i njezinih promjena tokom reanaliziranog razdoblja.

Podaci u bazi

Temeljni podaci u MySQL bazi su organizirani u tablici s kolonama kako slijedi (korisno za upotrebu SQL filtera na CRD sučelju):

Kolona	Značenje	Mjerna jedinica	Preciznost
datetime	Datum i vrijeme	(datetime type)	-
TMP_2	Temperatura na 2m	°C	1
DPT_2	Temperatura rosišta na 2m	°C	1
RH_2	Relativna vlažnost na 2m	%	1
RH_700	Relativna vlažnost na 700hPa	%	1
MSLET_SF	Tlak zraka reduciran na morsku razinu	hPa	1
CAPE_180	Mixed Layer CAPE	J/kg	1
CIN_180	Mixed Layer CIN	J/kg	1
PWAT_CLM	Oboriva voda	mm	1
UGRD_10	U vektor vjetra na 10m	m/s	1
VGRD_10	V vektor vjetra na 10m	m/s	1
UGRD_850	U vektor vjetra na 850hPa	m/s	1
VGRD_850	V vektor vjetra na 850hPa	m/s	1
UGRD_500	U vektor vjetra na 500hPa	m/s	1
VGRD_500	V vektor vjetra na 500hPa	m/s	1
UGRD_300	U vektor vjetra na 300hPa	m/s	1
VGRD_300	V vektor vjetra na 300hPa	m/s	1
GUST_SF	Brzina udara vjetra	m/s	1
HGT_0C	Visina izoterme 0°C iznad tla	m	1
TMP_1000	Temperatura zraka na 1000hPa	°C	1
TMP_850	Temperatura zraka na 850hPa	°C	1
TMP_500	Temperatura zraka na 500hPa	°C	1
HGT_1000	Visina izobarne plohe 1000hPa	m	1
HGT_850	Visina izobarne plohe 850hPa	m	1
HGT_500	Visina izobarne plohe 500hPa	m	1
VVEL_900	Vertikalna brzina na 900hPa	Pa/s	0.1
VVEL_700	Vertikalna brzina na 700hPa	Pa/s	0.1
SNOD_SF	Visina snježnog pokrivača	cm	1
TMP_SF	Temperatura površine podloge	°C	1
DSWRF_SF	Dolazno kratkovalno zračenje	W/m2	10
DLWRF_SF	Dolazno dugovalno zračenje	W/m2	10
USWRF_SF	Odlazno kratkovalno zračenje	W/m2	10
ULWRF_SF	Odlazno dugovalno zračenje	W/m2	10
rdrmax	Maksimalni radarski odraz unutar radijusa 40km od lokacije	dBz	1
cldave	Prosječna zastrtost neba naoblakom unutar radijusa 40km od lokacije	%	1
precave	Srednja satna količina oborine unutar radijusa 40km od lokacije	mm	0.1
precpct	Postotak grid točaka unutar radijusa 40km od lokacije koje imaju satnu oborinu >0.0mm	%	1

Preostali dostupni parametri u CRD sučelju računaju se iz temeljnih parametara u bazi matematičkim putem.

Ograničenja

Baza podataka ne sadrži izravna mjerenja; svi podaci su produkt reanalize klime modelom i stoga su podaci u bazi podložni svim ograničenjima koja su svojstvena numeričkom modeliranju atmosfere. U prvom redu ona dolaze iz nesavršenosti korištenog fizikalno/dinamičkog modela atmosfere, nedovoljno točno poznatih početnih i rubnih uvjeta atmosfere kao i ograničenja koja proizlaze iz činjenice da je atmosfera kaotični sustav i ne ponaša se po determinističkim načelima.

S obzirom na navedena ograničenja, apsolutna vrijednost podataka u bazi se ne može uzeti kao reprezentativno točna. Ipak, relativni odnosi podataka, osobito na dulje razdoblje (trendovi, odstupanja od prosjeka i druga statistička obilježja uzeta preko duljih razdoblja) se mogu uzeti kao dovoljno vjerodostojni za potrebe klimatskih analiza. Pri reanalizi je posebna pažnja posvećena unificiranju metodologije u smislu jednakosti korištenih izvora podataka i načina njihove obrade tijekom cijelog reanaliziranog razdoblja; metode i podaci korišteni za reanalizu primjerice 2018. godine identični su koliko god je to bilo moguće metodama i podacima korištenim za reanalizu npr. 1990. godine.

Treba naglasiti da je za period do travnja 2011. godine korišten CFSR dataset (093.0) a za period od travnja 2011. CFSR v2 dataset (094.0). Osim te razlike, drugih značajnijih razlika u korištenim podacima i metodama nema, bez obzira na datum reanalize.

U cilju maksimalnog optimiziranja zauzeća diskovnog prostora SQL baze i grib datoteka, numerička preciznost podataka je reducirana u odnosu na standardne vrijednosti. Nastojalo se postići da preciznost podataka ne bude značajno veća od njihove točnosti s obzirom da povećana preciznost ima za posljedicu veći utrošak diskovnog prostora. Neki podaci su time postali ponešto grubljih prijelaza između susjednih veličina (na primjer, temperature su zaokružene na najbližu cjelobrojnu vrijednost što je lako uočiti na grafovima).

Također, sučelje za pregled i statističku obradu podataka u ovom trenutku ima brojna ograničenja i djelomično nepotpunu funkcionalnost.

Sponzori projekta

Autori projekta se ovim putem zahvaljuju sponzorima koji su omogućili korištenje hardverskih resursa za potrebe izrade baze ili pomogli projektu na neki drugi način. Bez njihovog doprinosa ovaj projekt bi bilo mnogo teže realizirati. To su, abecednim redom:

• Institut Ruđer Bošković
• Meteo Centar d.o.o.

Suradnici na razvoju CRD sučelja

Veliko hvala svim suradnicima koji su pomogli u programiranju open source CRD sučelja. Abecednim redom po prezimenima to su:

• Nino Rašić
• Ivan Toman - autor i koordinator projekta