Offshore Observations

Panel Discussion

Irene Bearing Down on East Coast

IRENE Rainfall Forecast 

an Extreme Event

Observed rainfall

Forecast rainfall

60 million peoplepotentially impacted

We need corollary to Land Falling Hurricanes in West for AR Landfall 

Day 1

Day 3

25 Million at Risk

Day 2

Validation of AR Forecasts ‐ Approach

• AR features in model fields compared with satellite observations from SSMIS

• 5 models tested: NCEP, ECMWF, UKMO, JMA, & CMC

• Evaluated at lead times to 10 days• 3 cool seasons in NE Pacific from 2008‐9 to 2010‐11

• Compared frequency of occurrence, width, IWV content, and landfall location

Automated Atmospheric River Detection Tool (ARDT) applied to evaluate ability of operational NWP models to predict AR events

NCEP

Satellite ObservationsJanuary 7, 2009

UKMO

1‐Day Fcst 7‐Day Fcst

Evaluation of Atmospheric River Forecasts in Operational Ensemble Forecast Systems

G. A. Wick, P. J. Neiman, F. M. Ralph, & T. M. HamillNOAA ESRL/PSD, 2013

Validation of AR Forecasts – Results/Implications

While overall occurrence well forecast out to 10 days, landfall is less well predicted and the location is subject to significant errors, especially at longer leads

• Errors in location increase to over 800 km at 10‐day lead

• Errors in 12 hr forecasts of ARs  comparable with current hurricane 3 ‐5 day track errors

• Model resolution a key factor

• Models provide useful heads‐up for AR impact and IWV content, but location highly uncertain

• Location uncertainty highlights limitations in ability to predict extreme precipitation and flooding

• Improvements in predictions clearly desirable

RMS Error in Forecast AR Landfall Location

From Wick et al., 2013

Conceptual Observation Network and Forecast Lead Time of an Extreme Event 

Recurving West PacificTropicals  5‐7 days

Amplifying Jet Stream ‐ RWD

G‐IV

ProfilersMJO7‐10 days

Ensemble MJO Fcst

Frontal wave stalls AR over CA ‐ AROs

Tropical Tap?

UAVs

Landfall

Series of strong ARs struck US West Coast in December 2010

Cost Comparisons

9

Scanning NEXRAD Radar on WA coast$13 M (operating Sept 2011)

California AR Network>90 sites, 4 sensor types$10 M (underway)

Operate, Maintain and Optimize‐ $35 M/year

Offshore Buoy and Aircraft Network$40 M to develop, acquire and deploy ‐ 5 buoy‐mounted AROs‐ 1‐2 reconnaissance aircraft

Complete Western Network$65 M to develop, acquire and deploy ‐ 325 new surface obs‐ 25 Atmospheric river observatories‐ 25 precipitation profiling radars‐ 24 new C‐ or X‐band scanning radars

Combined: $210 M

 over 6 years

Major satellitesystems can exceed $1 B

An Observing Network Design for Extreme Precipitation, Flooding and Climate

10

The Western States Water Council passed a Resolution in July 2011 that “supports development of an improved observing system for Western extreme precipitation events, to aid in monitoring, prediction, and climate trend analysis associated with extreme weather events”

Over the last decade, NOAA’s Hydrometeorology Testbed (HMT) and other efforts have improved understanding of how extreme events occur, have identified gaps and prototyped solutions.  The WSWC requested development of this Western Obs’ Vision, which was presented at a special workshop associated with their most recent meeting in Oct. 2011.

26 experts contributed, from more than 20 organizations.

Major strategies:‐ Land‐based atmospheric and snow‐pack monitoring‐ Coastal and offshore storm monitoring (especially ARs)‐ Better weather modeling, forecasts, and support for decision makers