Published March 22, 2019
| Version v1
Publication
Open
CORDEX-WRF v1.3: development of a module for the Weather Research and Forecasting (WRF) model to support the CORDEX community
Creators
- 1. Instituto Franco-Argentino sobre Estudios de Clima y sus Impactos
- 2. Institute of Astronomy and Space Physics
- 3. Centre National de la Recherche Scientifique
- 4. National Observatory of Athens
- 5. Bjerknes Centre for Climate Research
- 6. NORCE Norwegian Research Centre
- 7. University of Hohenheim
- 8. Aristotle University of Thessaloniki
- 9. Institut Pierre-Simon Laplace
- 10. Sorbonne Université
- 11. Laboratoire atmosphères, milieux, observations spatiales
- 12. Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines
Description
Abstract. The Coordinated Regional Climate Downscaling Experiment (CORDEX) is a scientific effort of the World Climate Research Program (WRCP) for the coordination of regional climate initiatives. In order to accept an experiment, CORDEX provides experiment guidelines, specifications of regional domains, and data access and archiving. CORDEX experiments are important to study climate at the regional scale, and at the same time, they also have a very prominent role in providing regional climate data of high quality. Data requirements are intended to cover all the possible needs of stakeholders and scientists working on climate change mitigation and adaptation policies in various scientific communities. The required data and diagnostics are grouped into different levels of frequency and priority, and some of them even have to be provided as statistics (minimum, maximum, mean) over different time periods. Most commonly, scientists need to post-process the raw output of regional climate models, since the latter was not originally designed to meet the specific CORDEX data requirements. This post-processing procedure includes the computation of diagnostics, statistics, and final homogenization of the data, which is often computationally costly and time-consuming. Therefore, the development of specialized software and/or code is required. The current paper presents the development of a specialized module (version 1.3) for the Weather Research and Forecasting (WRF) model capable of outputting the required CORDEX variables. Additional diagnostic variables not required by CORDEX, but of potential interest to the regional climate modeling community, are also included in the module. "Generic" definitions of variables are adopted in order to overcome the model and/or physics parameterization dependence of certain diagnostics and variables, thus facilitating a robust comparison among simulations. The module is computationally optimized, and the output is divided into different priority levels following CORDEX specifications (Core, Tier 1, and additional) by selecting pre-compilation flags. This implementation of the module does not add a significant extra cost when running the model; for example, the addition of the Core variables slows the model time step by less than a 5 %. The use of the module reduces the requirements of disk storage by about a 50 %. The module performs neither additional statistics over different periods of time nor homogenization of the output data.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
الملخص. التجربة الإقليمية المنسقة لتقليص نطاق المناخ (CORDEX) هي جهد علمي للبرنامج العالمي لبحوث المناخ (WRCP) لتنسيق المبادرات المناخية الإقليمية. من أجل قبول التجربة، توفر CORDEX إرشادات التجربة ومواصفات النطاقات الإقليمية والوصول إلى البيانات والأرشفة. تعد تجارب CORDEX مهمة لدراسة المناخ على المستوى الإقليمي، وفي الوقت نفسه، لها أيضًا دور بارز جدًا في توفير بيانات مناخية إقليمية عالية الجودة. تهدف متطلبات البيانات إلى تغطية جميع الاحتياجات المحتملة لأصحاب المصلحة والعلماء الذين يعملون على سياسات التخفيف من آثار تغير المناخ والتكيف معه في مختلف الأوساط العلمية. يتم تجميع البيانات والتشخيصات المطلوبة في مستويات مختلفة من التكرار والأولوية، بل يجب تقديم بعضها كإحصاءات (الحد الأدنى والحد الأقصى والمتوسط) على مدى فترات زمنية مختلفة. والأكثر شيوعًا، يحتاج العلماء إلى معالجة الناتج الخام لنماذج المناخ الإقليمية بعد المعالجة، لأن الأخير لم يكن مصممًا في الأصل لتلبية متطلبات بيانات CORDEX المحددة. يتضمن إجراء ما بعد المعالجة هذا حساب التشخيص والإحصاءات والتجانس النهائي للبيانات، والذي غالبًا ما يكون مكلفًا حسابيًا ويستغرق وقتًا طويلاً. لذلك، يلزم تطوير برامج و/أو تعليمات برمجية متخصصة. تقدم الورقة الحالية تطوير وحدة متخصصة (الإصدار 1.3) لنموذج البحث والتنبؤ بالطقس (WRF) القادر على إخراج متغيرات CORDEX المطلوبة. كما يتم تضمين متغيرات تشخيصية إضافية غير مطلوبة من قبل CORDEX، ولكنها ذات أهمية محتملة لمجتمع نمذجة المناخ الإقليمي، في الوحدة. يتم اعتماد تعريفات "عامة" للمتغيرات من أجل التغلب على اعتماد النموذج و/أو معلمات الفيزياء لبعض التشخيصات والمتغيرات، وبالتالي تسهيل المقارنة القوية بين عمليات المحاكاة. تم تحسين الوحدة من الناحية الحسابية، ويتم تقسيم المخرجات إلى مستويات أولوية مختلفة وفقًا لمواصفات CORDEX (الأساسية، والمستوى 1، والإضافية) عن طريق تحديد علامات ما قبل التجميع. لا يضيف هذا التنفيذ للوحدة تكلفة إضافية كبيرة عند تشغيل النموذج ؛ على سبيل المثال، تؤدي إضافة المتغيرات الأساسية إلى إبطاء الخطوة الزمنية للنموذج بأقل من 5 ٪. يقلل استخدام الوحدة من متطلبات تخزين القرص بنسبة 50 ٪ تقريبًا. لا تقوم الوحدة بإجراء إحصائيات إضافية على مدى فترات زمنية مختلفة ولا تجانس بيانات المخرجات.Translated Description (French)
Résumé. L'expérience régionale coordonnée de réduction d'échelle du climat (CORDEX) est un effort scientifique du Programme mondial de recherche sur le climat (WRCP) pour la coordination des initiatives climatiques régionales. Afin d'accepter une expérience, CORDEX fournit des directives d'expérience, des spécifications de domaines régionaux, ainsi que l'accès aux données et leur archivage. Les expériences CORDEX sont importantes pour étudier le climat à l'échelle régionale, et en même temps, elles jouent également un rôle très important dans la fourniture de données climatiques régionales de haute qualité. Les exigences en matière de données sont destinées à couvrir tous les besoins possibles des parties prenantes et des scientifiques travaillant sur les politiques d'atténuation et d'adaptation au changement climatique dans diverses communautés scientifiques. Les données et les diagnostics requis sont regroupés en différents niveaux de fréquence et de priorité, et certains d'entre eux doivent même être fournis sous forme de statistiques (minimum, maximum, moyenne) sur différentes périodes. Le plus souvent, les scientifiques doivent post-traiter les résultats bruts des modèles climatiques régionaux, car ces derniers n'ont pas été conçus à l'origine pour répondre aux exigences spécifiques en matière de données CORDEX. Cette procédure de post-traitement comprend le calcul des diagnostics, des statistiques et de l'homogénéisation finale des données, ce qui est souvent coûteux en calcul et prend du temps. Par conséquent, le développement de logiciels et/ou de codes spécialisés est nécessaire. Le présent article présente le développement d'un module spécialisé (version 1.3) pour le modèle de recherche et de prévision météorologiques (WRF) capable de produire les variables CORDEX requises. Des variables diagnostiques supplémentaires non requises par CORDEX, mais présentant un intérêt potentiel pour la communauté régionale de modélisation climatique, sont également incluses dans le module. Des définitions « génériques » de variables sont adoptées afin de surmonter la dépendance du paramétrage du modèle et/ou de la physique de certains diagnostics et variables, facilitant ainsi une comparaison robuste entre les simulations. Le module est optimisé sur le plan informatique et la sortie est divisée en différents niveaux de priorité en fonction des spécifications CORDEX (Core, Tier 1 et supplémentaires) en sélectionnant des indicateurs de pré-compilation. Cette mise en œuvre du module n'ajoute pas de coût supplémentaire significatif lors de l'exécution du modèle ; par exemple, l'ajout des variables de base ralentit le pas de temps du modèle de moins de 5 %. L'utilisation du module réduit les besoins en stockage sur disque d'environ 50 %. Le module n'effectue ni statistiques supplémentaires sur différentes périodes de temps ni homogénéisation des données de sortie.Translated Description (Spanish)
Resumen. El Experimento Regional Coordinado de Reducción de Escala Climática (CORDEX) es un esfuerzo científico del Programa Mundial de Investigación Climática (WRCP) para la coordinación de iniciativas climáticas regionales. Para aceptar un experimento, CORDEX proporciona pautas de experimentos, especificaciones de dominios regionales y acceso y archivo de datos. Los experimentos CORDEX son importantes para estudiar el clima a escala regional y, al mismo tiempo, también tienen un papel muy destacado en el suministro de datos climáticos regionales de alta calidad. Los requisitos de datos están destinados a cubrir todas las posibles necesidades de las partes interesadas y los científicos que trabajan en políticas de mitigación y adaptación al cambio climático en diversas comunidades científicas. Los datos y diagnósticos requeridos se agrupan en diferentes niveles de frecuencia y prioridad, y algunos de ellos incluso deben proporcionarse como estadísticas (mínimo, máximo, medio) en diferentes períodos de tiempo. Lo más común es que los científicos necesiten posprocesar la producción bruta de los modelos climáticos regionales, ya que este último no fue diseñado originalmente para cumplir con los requisitos específicos de datos de CORDEX. Este procedimiento de posprocesamiento incluye el cálculo de diagnósticos, estadísticas y la homogeneización final de los datos, que a menudo es computacionalmente costoso y requiere mucho tiempo. Por lo tanto, se requiere el desarrollo de software y/o código especializado. El presente artículo presenta el desarrollo de un módulo especializado (versión 1.3) para el modelo de Investigación y Pronóstico Meteorológico (WRF) capaz de generar las variables CORDEX requeridas. El módulo también incluye variables de diagnóstico adicionales no requeridas por CORDEX, pero de interés potencial para la comunidad regional de modelado climático. Se adoptan definiciones "genéricas" de variables con el fin de superar la dependencia del modelo y/o la parametrización física de ciertos diagnósticos y variables, facilitando así una comparación robusta entre simulaciones. El módulo está optimizado computacionalmente y la salida se divide en diferentes niveles de prioridad siguiendo las especificaciones de CORDEX (Core, Tier 1 y adicional) seleccionando indicadores de precompilación. Esta implementación del módulo no añade un coste adicional significativo al ejecutar el modelo; por ejemplo, la adición de las variables Core ralentiza el paso de tiempo del modelo en menos de un 5 %. El uso del módulo reduce los requisitos de almacenamiento en disco en aproximadamente un 50 %. El módulo no realiza estadísticas adicionales durante diferentes períodos de tiempo ni homogeneiza los datos de salida.Files
gmd-12-1029-2019.pdf.pdf
Files
(8.9 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:db491046a1e8eeb48e701cb41fc7337f
|
8.9 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- CORDEX - WRF v1.3: تطوير وحدة نمطية لنموذج أبحاث الطقس والتنبؤ به (WRF) لدعم مجتمع CORDEX
- Translated title (French)
- CORDEX-WRF v1.3 : développement d'un module pour le modèle Weather Research and Forecasting (WRF) pour soutenir la communauté CORDEX
- Translated title (Spanish)
- CORDEX-WRF v1.3: desarrollo de un módulo para el modelo Weather Research and Forecasting (WRF) para apoyar a la comunidad CORDEX
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2898875122
- DOI
- 10.5194/gmd-12-1029-2019
References
- https://openalex.org/W1915917403
- https://openalex.org/W1985623131
- https://openalex.org/W2001644808
- https://openalex.org/W2027406636
- https://openalex.org/W2046873294
- https://openalex.org/W2070381285
- https://openalex.org/W2070720753
- https://openalex.org/W2074063924
- https://openalex.org/W2079257236
- https://openalex.org/W2086190152
- https://openalex.org/W2087378656
- https://openalex.org/W2089220864
- https://openalex.org/W2090422664
- https://openalex.org/W2094368610
- https://openalex.org/W2096835869
- https://openalex.org/W2111656684
- https://openalex.org/W2141344733
- https://openalex.org/W2142349893
- https://openalex.org/W2145780057
- https://openalex.org/W2148473482
- https://openalex.org/W2149900683
- https://openalex.org/W2154836439
- https://openalex.org/W2156472403
- https://openalex.org/W2176661540
- https://openalex.org/W2333730107
- https://openalex.org/W2567405907
- https://openalex.org/W2790368493
- https://openalex.org/W2901405293