SLIDE 1
Michela ¡Biasu, ¡ ¡and ¡Dong ¡Eun ¡(Donna) ¡Lee ¡ Lamont ¡Doherty ¡Earth ¡Observatory ¡of ¡Columbia ¡University ¡
Climatology ¡and ¡variability ¡of ¡rainfall ¡ ¡ in ¡the ¡ ¡ 20th ¡Century ¡Reanalysis ¡
SLIDE 2 The ¡20th ¡Century ¡Reanalysis, ¡version ¡2 ¡(Compo ¡et ¡al.) ¡
- Uses ¡the ¡NCEP ¡atmospheric-‑land ¡ ¡GCM ¡
- Hadley ¡Center ¡SST ¡and ¡sea ¡ice ¡as ¡
boundary ¡condi?ons ¡
- Assimilates ¡only ¡surface ¡pressure ¡
- bserva?ons ¡
¡
- Spans ¡1871 ¡to ¡2008 ¡ ¡
¡
- Uses ¡an ¡Ensemble ¡Kalman ¡Filter ¡
(producing ¡56 ¡realizaMons) ¡
SLIDE 3 Why ¡focus ¡on ¡(tropical) ¡rainfall? ¡ ¡ AGribu?on ¡of ¡climate ¡trends ¡require ¡knowing ¡the ¡trends ¡in ¡
- ceanic ¡precipita?on. ¡Can ¡the ¡20CRv2 ¡fill ¡the ¡gaps? ¡
SLIDE 4 Why ¡focus ¡on ¡(tropical) ¡rainfall? ¡ ¡ AGribu?on ¡of ¡climate ¡trends ¡require ¡knowing ¡the ¡trends ¡in ¡
- ceanic ¡precipita?on. ¡Can ¡the ¡20CRv2 ¡fill ¡the ¡gaps? ¡
Example: ¡the ¡idea ¡that ¡trends ¡in ¡ the ¡NAO ¡are ¡forced ¡by ¡the ¡ warming ¡of ¡the ¡Indian ¡Ocean ¡rests ¡
- n ¡simula?ons ¡that ¡produce ¡
enhanced ¡rainfall ¡for ¡warmer ¡SST. ¡ Can ¡we ¡confirm ¡or ¡reject ¡this ¡link? ¡
togax2 ¡
Hoerling ¡et ¡al. ¡2001 ¡
SLIDE 5 CMAP Observations
30E 60E 90E 120E 150E 180 150W 120W 90W 60W 30W 40S 20S EQ. 20N 40N
Historical Reanalysis
30E 60E 90E 120E 150E 180 150W 120W 90W 60W 30W 40S 20S EQ. 20N 40N
NCEP−DOE Reanalysis
30E 60E 90E 120E 150E 180 150W 120W 90W 60W 30W 40S 20S EQ. 20N 40N 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Climatology: ¡MAM ¡seasonal ¡means ¡ ¡
OBS ¡ 20CRv2 ¡ NCEP2 ¡
SLIDE 6 Variability ¡of ¡seasonal ¡means: ¡ ¡ Can ¡we ¡trust ¡the ¡20CRv2 ¡esMmates ¡for ¡the ¡pre-‑satellite ¡era? ¡ ¡
- 1. Does ¡the ¡20CRv2 ¡reproduce ¡the ¡rainfall ¡anomalies ¡
(land ¡and ¡ocean) ¡over ¡the ¡satellite ¡era? ¡
- 2. How ¡does ¡it ¡compare ¡with ¡(i) ¡models ¡that ¡only ¡know ¡
SST ¡and ¡(ii) ¡reanalyses ¡that ¡assimilate ¡more ¡data? ¡
- 3. ¡How ¡important ¡is ¡the ¡quality ¡and ¡density ¡of ¡the ¡
assimilated ¡data, ¡that ¡is, ¡how ¡much ¡does ¡the ¡fit ¡with ¡
- bserva?ons ¡vary ¡over ¡?me? ¡
¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡
SLIDE 7
Tropics ¡ Northern ¡Mid ¡La?tudes ¡ Land ¡Only ¡ Land+Ocean ¡ Seasonal ¡cycle ¡of ¡the ¡anomaly ¡paGern ¡correla?on ¡over ¡1979-‑2008 ¡
20CRv2 ¡ CCM3-‑AMIP ¡ NCEP-‑DOE ¡ ERA-‑Interim ¡
SLIDE 8
DJF ¡ Temporal ¡anomaly ¡correla?on ¡over ¡1979-‑2008 ¡
SLIDE 9
DJF ¡
SLIDE 10
.97 ¡ .88 ¡ .87 ¡ .15 ¡
SST ¡ SST ¡+ ¡SLP ¡ ALL ¡OBS ¡ CCM3_AMIP ¡ 20CReV2 ¡ ERA-‑int ¡ NCEP-‑DOE ¡
Mediterranean ¡Winter ¡
SLIDE 11
.97 ¡ .93 ¡ .86 ¡ .58 ¡
SST ¡ SST ¡+ ¡SLP ¡ ALL ¡OBS ¡ CCM3_AMIP ¡ 20CRv2 ¡ ERA-‑int ¡ NCEP-‑DOE ¡
Southwest ¡US ¡Winter ¡
SLIDE 12 .86 ¡ .58 ¡
20CRv2 ¡ CCM3_AMIP ¡
Southwest ¡US ¡Winter ¡ Each ¡20CRv2 ¡ ensemble ¡ member ¡ tracks ¡
as ¡well ¡as ¡the ¡ ensemble ¡
spread ¡and ¡ worst ¡fit ¡go ¡
SLIDE 13
.65 ¡ .37 ¡ .58 ¡ .40 ¡
How ¡does ¡20CRv2 ¡perform ¡in ¡the ¡Sahel? ¡
.65 ¡
CCM3 ¡ .21 ¡ AM2 ¡ .60 ¡ NSIPP1 ¡ .60 ¡ ERA-‑I ¡ .15 ¡ NCEP-‑II ¡ .71 ¡
SLIDE 14 Monthly ¡JJA ¡ Daily ¡JJA ¡ In ¡tropical ¡ loca?ons, ¡the ¡ best ¡skill ¡is ¡at ¡the ¡ edge ¡of ¡the ¡ convec?on ¡ centers, ¡ indica?ng ¡that ¡ the ¡20CRv2 ¡ might ¡be ¡used ¡to ¡ track ¡the ¡ITCZ ¡ loca?on. ¡ ¡ ¡ The ¡skill ¡at ¡daily ¡ ?mescale ¡has ¡ similar ¡paGern, ¡if ¡
- verall ¡lesser ¡
- values. ¡
.7 ¡ .5 ¡ .3 ¡ .1 ¡
SLIDE 15 Time ¡evoluMon ¡of ¡regional ¡paaern ¡correlaMons ¡ (20CRv2,OBS) ¡for ¡seasonal ¡mean ¡rainfall ¡ ¡
DJF ¡ JJA ¡ CRU ¡TS3p1 ¡; ¡CMAP ¡ Tropics ¡
SLIDE 16
Conclusions: ¡ ¡ 20CRv2 ¡captures ¡the ¡winter ¡variability ¡of ¡rainfall ¡in ¡the ¡mid-‑ la?tudes ¡with ¡great ¡accuracy ¡(comparable ¡to ¡ERA-‑interim). ¡ ¡ Summer ¡rainfall ¡and ¡tropical ¡rainfall ¡are ¡not ¡captured ¡well ¡ enough ¡to ¡constrain ¡the ¡long-‑term ¡trends. ¡ ¡ ¡ The ¡skill ¡at ¡the ¡edge ¡of ¡the ¡ITCZ ¡suggests ¡that ¡the ¡20CRv2 ¡ might ¡be ¡used ¡to ¡track ¡the ¡posi?on ¡of ¡convec?ve ¡centers ¡ (albeit ¡probably ¡not ¡their ¡intensity). ¡ ¡ ¡ More ¡observa?ons ¡can ¡further ¡improve ¡the ¡20CRv2 ¡ performance, ¡but ¡even ¡a ¡sparse ¡record ¡is ¡sufficient ¡to ¡ constrain ¡seasonal ¡variability ¡in ¡the ¡winter ¡mid-‑la?tudes. ¡
