Validatie HARMONIE met operationele voorspellingmodellen in Noordzee : KPP 2019 B&O Algemeen

Samenvatting Operationele RWsOS systemen voor de golf- en waterstandsverwachtingen langs de Nederlandse Kust en op het IJsselmeergebied (IJsselmeer, Markermeer en Randmeren) maken momenteel gebruik van wind en druk data uit de HIRLAM- (HIRLAM downscaling) productie runs van het KNMI. KNMI is voornemens de HIRLAM-productie runs te vervangen door HARMONIE(v40). Om mogelijke consequenties van de overgang naar HARMONIE voor Rijkswaterstaat te bepalen, is door Deltares een werkplan opgesteld dat op de Gebruikersbijeenkomst Noordzee van 11/02/2019 is gepresenteerd aan betrokkenen. Na het verwerken van de commentaren/aanbevelingen is het werkplan begin mei 2019 goedgekeurd. Het plan bevatte oorspronkelijk onderzoek naar de effecten op waterstands- en golfmodellen in de Noordzee en in het IJsselmeergebied. Gezien het beschikbaar gestelde budget, is de bestudering van de effecten van de overgang naar HARMONIE op golven in het IJsselmeergebied komen te vervallen. Door de latere start van de activiteit m.b.t. de verificatie voor hydrodynamica in meren vanwege overleg met RWS over de te hanteren aanpak, zal de rapportage daarvan als apart document worden opgeleverd. De validatie van de waterstanden met DCSMv6-ZUNOv4 is uitgevoerd voor een periode van 3 jaar (2015 – 2017). Hiervoor zijn drie verschillende meteorologische modellen als aandrijfkracht gebruikt: HIRLAM, HARMONIE en ECMWF. De resultaten van berekende waterstanden zijn vergeleken met de gemeten waarden. Op basis van een aantal kwaliteitscriteria zijn de uitkomsten van DCSMv6-ZUNOv4 modelruns ook onderling met elkaar vergeleken. Voor de gekozen simulatieduur leidt het toepassen van HARMONIE op getij, opzet, waterstanden en scheve opzet in het algemeen tot een kleine verslechtering van de modeluitkomsten (in vergelijking tot die berekend met HIRLAM en ECMWF-data). Als het gaat om de RMSE- en bias waarden van de scheve-opzet, presteert HIRLAM het best. Opvallend is de hoge RMSE en bias waarden van de scheve opzet uit de berekeningen met ECMWF en HARMONIE t.o.v. die met HIRLAM in de twee hoogste categorieën (>99.0 en >99.8%). Om de effecten van het gebruik van HARMONIE t.o.v. HIRLAM te bepalen voor de golven op de Noordzee, is een maand lange (jan 2017) simulatie uitgevoerd voor de drie vigerende operationele modellen SWAN-DCSM, SWAN-ZUNO en SWAN Kustsrook (KS). Er is alleen gebruik gemaakt van hindcasts, niet van de forecasts. Het effect van het gebruik van HARMONIE ten opzichte van HIRLAM voor de bestudeerde hindcast periode blijkt klein. De resultaten van SWAN-DCSM en SWAN-ZUNO komen over het algemeen iets dichter bij de metingen te liggen indien men de HARMONIE-pseudowindvelden gebruikt in plaats van de HIRLAM-windvelden. Dit geldt niet voor elke locatie, maar wel voor de meeste van de beschouwde locaties. Voor SWAN-KS zijn de conclusies iets anders dan voor SWAN-DCSM en SWAN-ZUNO omdat de resultaten van SWAN-KS met HIRLAM al behoorlijk goed waren. Ook voor SWAN-KS worden de meeste resultaten beter door HARMONIE te gebruiken, met uitzondering van een iets minder goede score voor de relatieve bias in Hm0.