elib
DLR-Header
DLR-Logo -> http://www.dlr.de
DLR Portal Home | Impressum | Datenschutz | Barrierefreiheit | Kontakt | English
Schriftgröße: [-] Text [+]

Evaluation of the WRF model for simulating deep convection and cold‐pool characteristics relevant to wind‐energy applications in Germany

Kilroy, Gerard und Thayer, Jeffrey D. (2025) Evaluation of the WRF model for simulating deep convection and cold‐pool characteristics relevant to wind‐energy applications in Germany. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, Seiten 1-23. Wiley. doi: 10.1002/qj.70042. ISSN 0035-9009.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
20MB

Offizielle URL: https://dx.doi.org/10.1002/qj.70042

Kurzfassung

Deep convection and cold-pool characteristics over Germany during July 2023 are investigated using Deutscher Wetterdienst (DWD) radar observations and a convection-permitting Weather Research and Forecasting (WRF) model simulation. The analysis combines instantaneous snapshots of convection with a Lagrangian tracking approach to examine the life cycles of isolated convective cells. WRF successfully captures the general morphology and evolution of deep convection and associated cold pools, although it tends to produce smaller, more intense rain-producing cells. Simulated cold-pool properties-including wind gusts and virtual potential temperature (thetav) reductions-align well with observations (e.g., median thetav drop of -2.95 K and wind gusts of 4.28 m/s, extreme gusts of > 10 m/s), suggesting that the model represents key features of convective outflows reliably. The temporal evolution of convective cell properties shows a downward-facing parabolic pattern in both model and observations in terms of cell size, rain rate, and reflectivity, although WRF intensifies convection too quickly and consistently overestimates rain rates. An analysis of wind-energy-relevant metrics reveals that cold pools induce substantial increases in wind speed, stability, and vertical shear. Estimated power output increases by 35%–60% for long-lived cells and 33%–50% for short-lived ones, peaking during the mid-to-late cell life cycle. These findings highlight the need to consider cold-pool dynamics in wind-energy forecasting and operations.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/218145/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Evaluation of the WRF model for simulating deep convection and cold‐pool characteristics relevant to wind‐energy applications in Germany
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Kilroy, GerardDLR, IPANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Thayer, Jeffrey D.DLR, IPANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:26 Oktober 2025
Erschienen in:Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1002/qj.70042
Seitenbereich:Seiten 1-23
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
Matthews, Adriana.j.matthews (at) uea.ac.ukNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:Wiley
ISSN:0035-9009
Status:veröffentlicht
Stichwörter:cold pool, deep convection, Germany, wind energy, wind gusts, WRF model
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R SY - Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Impulsprojekt | IN2ACTION | Nowcasting des Wetters zur Verbesserung der Betriebssicherheit [SY]
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Physik der Atmosphäre > Angewandte Meteorologie
Hinterlegt von: Kilroy, Gerard
Hinterlegt am:03 Nov 2025 07:22
Letzte Änderung:04 Nov 2025 08:17

Nur für Mitarbeiter des Archivs: Kontrollseite des Eintrags

Blättern
Suchen
Hilfe & Kontakt
Informationen
OpenAIRE Validator logo electronic library verwendet EPrints 3.3.12
Gestaltung Webseite und Datenbank: Copyright © Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Alle Rechte vorbehalten.