Суточные изменения осадков, облаков и других связанных с ними полей представляют интерес для многих приложений. Здесь анализируются наземные и спутниковые наблюдения, а также данные ERA5, чтобы количественно оценить эти изменения и эффективность ERA5. Результаты свидетельствуют, что ERA5 очень хорошо отражает наблюдаемую сезонную климатологию осадков и количества облаков. Наземные наблюдения показывают, что осадки в тёплое время года демонстрируют устойчивый суточный цикл с амплитудой от  ~ 20 до 50% от среднесуточной нормы и пиком около 14–18 часов местного солнечного времени на большинстве территорий суши и 04–08 часов местного солнечного времени на большинстве океанских территорий. ERA5 приблизительно воспроизводит эти особенности с немного более ранним пиком (на  ~ 2 часа) как над сушей, так и над океаном, и с большей амплитудой над сушей, главным образом из-за систематических ошибок в конвективных осадках. Спутниковые данные IMERG фиксируют в основном суточный цикл конвективных осадков с пиком около 16–20 часов местного солнечного времени в тёплый сезон. Океанические осадки ERA5 демонстрируют устойчивые суточные вариации, сопоставимые с наблюдениями, несмотря на смягчение суточного цикла морской поверхности из-за использования среднесуточной температуры поверхности океана. Это предполагает свободный тропосферный контроль суточного цикла океанических осадков. Наземные и спутниковые наблюдения показывают больше облаков (в основном из низких облаков) в дневное (ночное время) над сушей (океаном). Суточные аномалии общей облачности ERA5 больше сопоставимы с наземными наблюдениями, чем со спутниковыми продуктами ISCCP. Минимальная высота нижней границы облаков наблюдается ближе к полудню, а максимальная — около полуночи с суточной амплитудой  ~ 150 м над сушей в тёплое время года при наземных наблюдениях; ERA5 примерно фиксирует этот суточный цикл с немного большей амплитудой и более ранней фазой. Высота планетарного пограничного слоя над сушей в ERA5 составляет около 250 м ночью, но увеличивается после восхода Солнца до пика около 14–15 часов местного солнечного времени, составляющего около 1500–1900 м в тёплое и от  ~ 650 до 1100 м в холодное время года, с наибольшими суточными амплитудами над летними засушливыми районами. Морские высоты планетарного пограничного слоя ERA5 выше в холодное время года (~ 1000 м), чем в тёплое время года (~ 530 м) во внетропических регионах, что позволяет предположить доминирующую роль перемешивания, вызванного ветром на малых уровнях. ERA5 CAPE демонстрирует несинфазные суточные вариации над сушей и океаном с пиком около полудня (минимумом) и минимумом (пиком) ранним утром над сушей (океаном). Суточный цикл ERA5 CIN примерно не совпадает с циклом CAPE. ERA5 хорошо фиксирует суточные циклы и потоки «суша-океан», а также сезонные различия в приземной суммарной коротковолновой и длинноволновой радиации, наблюдаемой в спутниковых продуктах CERES, с пиком около полудня в наземной длинноволновой радиации. Пик около полудня также наблюдается в потоках явного и скрытого тепла на поверхности в ERA над сушей, в то время как океанические высоты планетарного пограничного слоя, длинноволновая радиация и тепловые потоки демонстрируют небольшие суточные вариации в ERA5, что может быть частично связано с использованием среднесуточного значения температуры поверхности океана.

 

Ссылка: https://link.springer.com/article/10.1007/s00382-024-07182-6