Spatial and Temporal Variability of ERA5 Precipitation Accuracy over Russia

• Main Authors: V. Yu. Grigorev, N. L. Frolova, M. B. Kireeva, V. M. Stepanenko, В. Ю. Григорьев, Н. Л. Фролова, М. Б. Киреева, В. М. Степаненко
• Other Authors: The study was financially supported by the Russian Foundation for Basic Research (project no. 20-05-00773, reanalysis accuracy estimate) and by the Russian Science Foundation grants nos. 21-47-00008 (spring precipitation variability analysis) and 19-77-10032 (calculation methods and use of grid archives data), Работа выполнена в рамках гранта РФФИ № 20-0500773 в части оценки точности данных реанализа и грантов РНФ № 21-47-00008 в части анализа данных осадков в весенний период и № 19-77-10032 в части методов расчетов и использования данных сеточных архивов
• Format: Article in Journal/Newspaper
• Language: Russian
• Published: Izvestiya Rossiiskoi Akademii Nauk. Seriya Geograficheskaya 2022
• Subjects: пространственно-временная изменчивость; precipitations; systematic and random error; Russia; spatio-temporal variability; осадки; случайные и систематические ошибки; Россия; Arctic
• Online Access: https://izvestia.igras.ru/jour/article/view/1596; https://doi.org/10.31857/S2587556622030062

Sparse rain gauge grid over Russia and instrumental heterogeneity of the measurements make use of reanalysis data more suitable for some researches. We examined the accuracy of daily precipitation by ERA5 over Russia in 1950–2020 against the gauge observations over 526 locations, including 457 locations with bias-corrected observations. The main flaws of ERA5 precipitations are overestimation of their amount and too high number of days with false detected precipitations. On average, ERA5 overestimate precipitation amount from 14% in summer to 37% in spring. Comparison with bias-corrected observations for ERA5 shows the least systematic error in winter and more even spatial distribution of the error. ERA5 false detected from 30% (winter and fall) to 40% (spring and summer) days without precipitation. However, the random error in general is less than 2/3 of daily precipitation variability. The error is more in spring and summer and less in winter and fall. The share of days with precipitation identified by ERA5 is about 84–89%. The share in general less in summer than in other seasons. Overall, ERA5 shows less accuracy in dry area with few days with precipitation. The tendency is most pronounce for systematic error and for share of days with false identified precipitations. Редкая сеть наземных наблюдений за осадками на территории России и статистическая неоднородность рядов наблюдений на ней обуславливают в ряде исследований предпочтительность использования данных реанализа. Авторы статьи исследовали точность воспроизведения суточных сумм осадков на территории России за 1950–2020 гг. реанализом ERA5 при сравнении с данными наземных наблюдений на 526 метеостанциях, для 457 из которых привлекались также месячные суммы осадков с устраненной систематической ошибкой. Было выявлено, что наименее удовлетворительные результаты реанализ ERA5 показывает по величине систематической ошибки и доле дней с ложно обнаруженными осадками. В среднем по территории России ERA5 завышает количество осадков от 14% летом до 37% весной. ...