第二世代再解析データ比較 2012年7月17日 高玉孝平 一部のスライドにはノート欄に備考を記載している． 概要 提供データの基本情報 名称 期間 時間間隔* 水平解像度 ERA-Interim 197901-現在 6 hr 1.5*** 1，37 NASA/MERRA 197901-現在 1 hr 1/2(lat)×2/3(lon) 1 3 hr 1.25 42 6 hr 1/2(lat)×2/3(lon) 72 1hr 0.5 1～7 6hr 0.5 37 1/3 1 不明 不明 NCEP/CFSR 197901-現在 JRA-55 （2013年公開予定） 195801-現在 不明 鉛直層数** * 全てのデータセットは月毎データも提供しているが記載していない ** 1層は2次元データを意味し，複数層はP面・モデル面等で最大の層数 *** 有償でT255（モデルの計算解像度）のデータも公開している ERA-Interim • 期間 – 1979年1月から現在 • モデル（大気モデル＋波浪モデル）: ECMWF IFS Cy31r2, – – – – • 大気： T255L60，約79 km，鉛直層上端は0.1hPa 波浪：水平解像度110 km 表面：ERA-40 と ECMWF Operational Analysis のデータを使用 データ同化： 4D-var, 12時間毎 提供解像度 – 水平：1.5度 – 鉛直：37 等圧面，15 等温位面，1等渦位面， 2次元物理量 – 時間：月毎，6時間 • 利用方法 – Dee et al., 2011, The ERA-Interim reanalysis: configuration and performance of the data assimilation system. QJRMS. 137: 553-597, DOI: 10.1002/qj.828 を引用 http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/qj.828/abstract • 公式サイト – http://www.ecmwf.int/research/era/do/get/era-interim • データ配布元 – http://data-portal.ecmwf.int/data/d/interim/ NASA/MERRA MODERN ERA RETROSPECTIVE-ANALYSIS FOR RESEARCH AND APPLICATIONS • 期間 – • モデル（大気モデル） – – – – • http://gmao.gsfc.nasa.gov/research/merra/ 参考文献 – • “please acknowledge the Global Modeling and Assimilation Office (GMAO) and the GES DISC for the dissemination of MERRA.”とのこと． 下記文献を引用する形式に変更？（2012年7月17日追記） 公式サイト – • 水平：0.5度，1.25度 鉛直：72 σ-p面 , 42 等圧面，2次元物理量 時間：月毎，6時間，3時間，1時間（2次元物理量のみ） 利用方法 – • 大気： 緯度2/3,経度 1/2度，鉛直層はσ-p ハイブリッドの72層で上端は0.01hPa 陸面：GEOS-5 Catchment hydrology land surface model 海面：Reynolds et al. (2002)による一週間平均，1度格子 データ同化： IAU （4D-Varよりも力学的な整合性は劣るが，計算量ははるかに少ない） 提供解像度 – – – • 1979年1月から現在 Rienecker, Michele M., and Coauthors, 2011: MERRA: NASA’s Modern-Era Retrospective Analysis for Research and Applications. J. Climate, 24, 3624–3648. http://journals.ametsoc.org/doi/abs/10.1175/jcli-d11-00015.1 データ配布元 – http://cookbooks.opengrads.org/index.php?title=Recipe014:_Accessing_MERRA_data_on_FTP/OPeNDAP_with_GrADS NCEP/CFSR NCEP Climate Forecast System Reanalysis • • 期間：197901～現在 モデル（大気海洋結合モデル） – – – – 大気： GFS, T382L64， 水平約38 km，鉛直層はσ-p ハイブリッドで上端は 0.266hPa 海洋： MOM4， 赤道付近で0.25度，それ以外は0.5度，40層，最深層は4737 m 陸面： Noah データ同化 • • • • その他の特筆されている事項 – • Saha, Suranjana, and Coauthors, 2010: The NCEP Climate Forecast System Reanalysis. Bull. Amer. Meteor. Soc., 91, 1015–1057. doi: 10.1175/2010BAMS3001.1 を引用 http://journals.ametsoc.org/doi/abs/10.1175/2010BAMS3001.1 公式サイト – • 水平：0.3度（表面のみ），0.5度 鉛直：37 等圧面，16 等温位面， 2次元物理量，他 時間：月毎，6時間，1時間（鉛直層数は1～7に間引きされており，変数もごく一部） 利用方法 – • CO2，エアロゾル，トレースガス，太陽放射の変動を考慮 提供解像度 – – – • 大気: GSI, T382L64, 6時間毎 海洋: GODAS with MOM4, 6時間毎 陸面: GLADS, 24時間毎 http://cfs.ncep.noaa.gov/cfsr/ データ配布 – – http://nomads.ncdc.noaa.gov/data.php?name=access#cfsr http://dss.ucar.edu/pub/cfsr.html 2013年公開予定 JRA-55 • 期間 – 195801-201231? • モデル （大気モデル） – 大気：TL319L60 – データ同化：4D-Var • その他特筆されている事項 – 5種類の温室効果ガス濃度トレンドを考慮(JRA-25ではCO2のみ一定値) • 提供解像度 – 不明 • 利用方法 – 不明 • 公式サイト – なし • 参考文献 – http://ci.nii.ac.jp/naid/110007626821 – http://www.wmo.int/pages/prog/gcos/aopcXVI/12.2_JRA-55.pdf • データ配布元 – 不明 同化に用いられているデータ ERA-Interim 伝統的な観測 • • • • • • 地上観測: Ps, 2-m T, 2-m RH. 1989船舶・海上ブイ観測: Ps, 10-m u/v. 1989ラジオゾンデ: T, u/v, q. 1989気球観測: u/v. 1989投下式ゾンデ: T, u/v, q. 1989ウインドプロファイラ： u/v – 北アメリカ: 1994– EU,日本: 2002- • 飛行機: T, u/v. 1989• 飛行機運航用の気象情報システム – METAR: Ps. 2004- ERA-Interim 衛星による radiance 観測 • 可視・赤外（ TOVS and ATOVS ）: 1989• 静止衛星による赤外放射: 2001– 晴天時のみ • マイクロ波: 1989– 晴天時には radianceとして同化 – 曇天・雨天時には可降水量に変換して同化 • AIRS の各種データ: 2003- ERA-Interim その他の衛星観測 • 海上風速 – ERS-1，ERS-2: 1992– QuikSCAT: 2000/02-2009 • 対流圏上層の風 : – 静止衛星画像解析（GOES, GMS）: 1989– MODISの解析: 2007/02- • 気温と湿度のプロファイル（GPS radio occultation） – CHAMP: 2001/06– COSMIC: 2006/12- • オゾンのプロファイル: 1989• 波高: 1991/08• 雪: 2003- NASA/MERRA 伝統的な観測 • • • • • • • 地上観測: 1970船舶・海上ブイ観測: 1977ラジオゾンデ: 1970気球観測: 1970投下式ゾンデ: 1970ウインドプロファイラ: 1992/05飛行機運航用の気象情報システム – ASDAR and MDCRS: 1970- • 表面気圧のボーガス観測: 1978- NASA/MERRA 衛星による radiance 観測 • 可視・赤外（ TOVS and ATOVS ）: 1978/10/30• 静止衛星による赤外放射: 2001/01• マイクロ波: 1987/07- NASA/MERRA その他の衛星観測 • 降水量 – SSM/I: 1987/07– TMI: 1997/12- • 海上風速 – – – – QuikSCAT: 1999/07ERS-1: 1991/08-1996/05 ERS-2: 1996/03-2001/01 SSM/I V6: 1987/07- • 対流圏上層の風速 – 静止衛星画像解析（GOES, GMS, METEOSAT）: 1977– MODISの解析: 2002- • オゾンのプロファイル: 1978/10- NCEP/CFSR 伝統的な観測 • • • • • • 地上観測: 1948海上観測: 1948ラジオゾンデ: 1948気球観測: 1948飛行機: 1962飛行機運航用の気象情報システム – ACARS: 1992– METAR: 1997- • 海面圧力のボーガス観測データ: 期間不明 • AMMA （アフリカモンスーンの学際的分析プロ ジェクト）による観測: 2006 NCEP/CFSR 衛星による radiance 観測 • • • • • • 可視・赤外（ TOVS and ATOVS ）: 1978静止衛星による赤外放射: 1997マイクロ波: 期間不明 Aqua による各種データ: 2004GOES による各種データ: 1994MetOp-A による各種データ: 2009/01- NCEP/CFSR その他の衛星観測 • 海上風速 – – – – ERS-1/AMI, ERS-2/AMI: 1991-2007 QuikSCAT: 2001-2009 WindSat: 2008/09SSM/I: 1993- • 対流圏上層の風速 – 静止衛星画像解析（GOES, METEOSAT, GMS）: 1979– MODISの解析: 2004- • 気温と湿度のプロファイル（ GPS radio occultation ） – CHAMP: 2001/06– COSMIC: 2006/12- • オゾンのプロファイル: 1997- 診断に有用な変数 • 表には最も高い解像度を記載している． • MERRA が提供する3次元の高解像度データ （ 2/3°×1/2°）は，基本的な変数についてのみ瞬 間値（GCMに与えられる初期値）として与えられ ている．その他の3次元変数については低解像 度（1.25°）のもののみが提供されている． • 凡例= 時間，水平解像度，鉛直層数 – 時間の単位： hr=hour, mo=month – 鉛直層数の単位：P＝等圧面，H＝ハイブリッドシグマ， L＝特定の高度（表面，2－m など） 基本的な変数 ERA-Interim* NASA/MERRA NCEP/CFSR* 東西風速 6 hr, 1.5°, 37P 6 hr, 2/3°×1/2°, 72H** 6 hr, 0.5°, 37P 南北風速 6 hr, 1.5°, 37P 6 hr, 2/3°×1/2°, 72H** 6 hr, 0.5°, 37P 鉛直風速 6 hr, 1.5°, 37P 3 hr, 1.25°, 42P* 6 hr, 0.5°, 37P ジオポテンシャル高度 6 hr, 1.5°, 37P 6 hr, 2/3°×1/2°, 72H** 6 hr, 0.5°, 37P 表面/海面校正気圧 6 hr, 1.5°, 37P 6 hr, 2/3°×1/2°, 72H** 6 hr, 0.5°, 37P 温度 6 hr, 1.5°, 37P 6 hr, 2/3°×1/2°, 72H** 6 hr, 0.5°, 37P 比湿 6 hr, 1.5°, 37P 6 hr, 2/3°×1/2°, 72H** 6 hr, 0.5°, 37P * GCM によって計算された平均値． ** GCMの初期値として使われる瞬間値． Takatama et al. [2011]の診断に必要な パラメータ ERA-Interim* NASA/MERRA* NCEP/CFSR* 表面（付近）の気温 6 hr, 1.5°, 1L 1 hr, 2/3°×1/2°, 1L 6 hr, 0.3°, 1L 表面風応力 6 hr, 1.5°, 1L 1 hr, 2/3°×1/2°, 1L 6 hr, 0.3°, 1L 水平移流による加速 × × × 鉛直移流による加速 × × × 鉛直拡散による加速 × × 1 mo, 1.0°, 37P 水平拡散による加速 × × × 対流による加速 × ×** 1 mo, 1.0°, 37P 重力波抵抗による加速 × 3 hr, 1.25°, 42P 1 mo, 1.0°, 37P *全てGCMによって計算された平均値．以下のスライドでは省略． **次スライドの乱流による加速に含まれるかもしれないが，詳細は不明． その他の加速 ERA-Interim NASA/MERRA NCEP/CFSR データ同化 (from analysis) × 3 hr, 1.25°, 42P × 力学過程* (from dynamics) × 3 hr, 1.25°, 42P × 乱流過程* (from turbulence) × 3 hr, 1.25°, 42P × 湿潤過程 (from moist physics) × 3 hr, 1.25°, 42P × * 詳細は示されていないが，おそらく力学過程はグリッドスケールの加 速を，乱流過程はサブグリッドスケールの加速を意味している． 加熱（１） ERA-Interim NASA/MERRA NCEP/CFSR 潜熱表面フラックス 6 hr, 1.5°, 1L 1 hr, 2/3°×1/2°, 1L 6 hr, 0.3°, 1L 顕熱表面フラックス 6 hr, 1.5°, 1L 1 hr, 2/3°×1/2°, 1L 6 hr, 0.3°, 1L 浅い対流による × × 1 mo, 1.0°, 37L 深い対流による × × 1 mo, 1.0°, 37L 大規模凝結 × × 1 mo, 1.0°, 37L 鉛直拡散 × 1 mo, 1.0°, 37L 水平拡散 × 3 hr, 1.25°, 42P （２つの合計） 短波放射 × 3 hr, 1.25°, 42P 1 mo, 1.0°, 37L 長波放射 × 3 hr, 1.25°, 42P 1 mo, 1.0°, 37L U’T’ × × 1 mo, 0.5°, 37L V’T’ × × 1 mo, 0.5°, 37L W’T’ × × 1 mo, 0.5°, 37L × 加熱（２） ERA-Interim NASA/MERRA NCEP/CFSR データ同化 (from analysis) × 3 hr, 1.25°, 42P × 力学過程 (from dynamics) × 3 hr, 1.25°, 42P × 物理過程 (from physics) × 3 hr, 1.25°, 42P × 乱流過程 (from turbulence) × 3 hr, 1.25°, 42P × 湿潤過程 (from moist physics) × 3 hr, 1.25°, 42P × 降水 ERA-Interim NASA/MERRA NCEP/CFSR 合計 6 hr, 1.5°, 1L 1 hr, 2/3°×1/2°, 1L 6 hr, 0.3°, 1L 対流性降水 6 hr, 1.5°, 1L 1 hr, 2/3°×1/2°, 1L 6 hr, 0.3°, 1L 大規模降水 6 hr, 1.5°, 1L 1 hr, 2/3°×1/2°, 1L 6 hr, 0.3°, 1L × 1 hr, 2/3°×1/2°, 1L × かなとこ雲からの降水
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