Evaluation of ERA5 Significant Wave Height versus New Multi-Mission Satellite Altimeter Measurements in an Enclosed Basin

Fulya Islek

Makale detayları

Evaluation of ERA5 Significant Wave Height versus New Multi-Mission Satellite Altimeter Measurements in an Enclosed Basin

Yazarlar:

Fulya Islek

Yayıncı:

Dokuz Eylul University

Ana Başlıklar:

Mühendislik

Dergi:

Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi Vol.27 Issue 81, pp.382-392

Belge Tipi:

Makale

Yayın Tarihi:

9/2025

Belge Dili:

İngilizce

Document ID (Org No.):

2001358737

pISSN:

1302-9304

Anahtar kelimeler:

Özet:

 The present study aims to examine the accuracy of significant wave height Hs based on the ECMWF European Center for Medium-Range Weather Forecasts ERA5. The ERA5 reanalysis datasets are retrieved for the period 20022021, having spatial and temporal resolutions of 0.50  0.50 and 1 hour, respectively. The ERA5 Hs datasets are validated versus in-situ measurements. The ERA5 reanalysis datasets are reasonably well matched at four measurement stations, as indicated by a relatively high correlation coefficient r, Q-Q plot and low statistical error measures bias, NBI, SI, and RMSE. The results indicate that the ERA5 datasets perform well in estimating Hs in the Black Sea. The ERA5 Hs is used for the spatial validation of the data from the European Space Agency for Sea State Climate Change Initiative ESA CCI-SS. The ESA CCI-SS, a new multi-mission satellite altimeter measurement of the Hs datasets, provides the data with a 1.0  1.0 spatial resolution and monthly temporal resolution, spanning from 2002 to 2021. It has been determined that ESA CCI-SS v3, latest version datasets from the multi-mission altimeter measurements are in good agreement with the ERA5 reanalysis data over the entire Black Sea. The results of the long-term 20-year average and monthly averages exhibit that the ESA CCI-SS datasets are a good alternative data source in terms of Hs and can be reliably used for the Hs in the Black Sea wave climate studies.

 The present study aims to examine the accuracy of significant wave height Hs based on the ECMWF European Center for Medium-Range Weather Forecasts ERA5. The ERA5 reanalysis datasets are retrieved for the period 20022021, having spatial and temporal resolutions of 0.50  0.50 and 1 hour, respectively. The ERA5 Hs datasets are validated versus in-situ measurements. The ERA5 reanalysis datasets are reasonably well matched at four measurement stations, as indicated by a relatively high correlation coefficient r, Q-Q plot and low statistical error measures bias, NBI, SI, and RMSE. The results indicate that the ERA5 datasets perform well in estimating Hs in the Black Sea. The ERA5 Hs is used for the spatial validation of the data from the European Space Agency for Sea State Climate Change Initiative ESA CCI-SS. The ESA CCI-SS, a new multi-mission satellite altimeter measurement of the Hs datasets, provides the data with a 1.0  1.0 spatial resolution and monthly temporal resolution, spanning from 2002 to 2021. It has been determined that ESA CCI-SS v3, latest version datasets from the multi-mission altimeter measurements are in good agreement with the ERA5 reanalysis data over the entire Black Sea. The results of the long-term 20-year average and monthly averages exhibit that the ESA CCI-SS datasets are a good alternative data source in terms of Hs and can be reliably used for the Hs in the Black Sea wave climate studies.

 The present study aims to examine the accuracy of significant wave height Hs based on the ECMWF European Center for Medium-Range Weather Forecasts ERA5. The ERA5 reanalysis datasets are retrieved for the period 20022021, having spatial and temporal resolutions of 0.50  0.50 and 1 hour, respectively. The ERA5 Hs datasets are validated versus in-situ measurements. The ERA5 reanalysis datasets are reasonably well matched at four measurement stations, as indicated by a relatively high correlation coefficient r, Q-Q plot and low statistical error measures bias, NBI, SI, and RMSE. The results indicate that the ERA5 datasets perform well in estimating Hs in the Black Sea. The ERA5 Hs is used for the spatial validation of the data from the European Space Agency for Sea State Climate Change Initiative ESA CCI-SS. The ESA CCI-SS, a new multi-mission satellite altimeter measurement of the Hs datasets, provides the data with a 1.0  1.0 spatial resolution and monthly temporal resolution, spanning from 2002 to 2021. It has been determined that ESA CCI-SS v3, latest version datasets from the multi-mission altimeter measurements are in good agreement with the ERA5 reanalysis data over the entire Black Sea. The results of the long-term 20-year average and monthly averages exhibit that the ESA CCI-SS datasets are a good alternative data source in terms of Hs and can be reliably used for the Hs in the Black Sea wave climate studies.

 Bu çalışma, ECMWF Avrupa Orta Menzilli Hava Tahminleri Merkezi ERA5 verilerini temel alan belirgin dalga yüksekliğinin Hs doğruluğunu değerlendirmeyi amaçlamaktadır. ERA5 yeniden analiz verileri, 20022021 dönemi için 0.50  0.50 standart uzamsal çözünürlük ve 1 saat zaman adımı ile indirilmiştir. ERA5 Hs verileri yerinde ölçümlere karşı doğrulanmıştır. ERA5 yeniden analiz verileri nispeten yüksek bir korelasyon katsayısına r, Q-Q grafiği ve düşük istatistiksel hata ölçütlerine bias, NBI, SI ve RMSE sahip olması nedeniyle tüm ölçüm istasyonlarında makul derecede iyi eşleşmiştir. ERA5 verileri, Karadeniz bölgesi için Hsin tahmininde iyi bir performans sergilemiştir. ERA5 Hs verileri, Avrupa Uzay Ajansı İklim Değişikliği Girişimi Deniz Durumu ESA CCI-SS verilerinin uzamsal doğrulamasında kullanılmıştır. Hs verilerinin yeni çok amaçlı uydu altimetre ölçümü olan ESA CCI-SS, 2002den 2021ye kadar uzanan 1.0  1.0 uzamsal çözünürlük ve aylık zamansal çözünürlükte veri sağlamaktadır. Çok amaçlı altimetre ölçümlerinden elde edilen ESA CCI-SS v3, son sürüm veri setlerinin tüm Karadeniz çalışma alanı için ERA5 Hs verileri ile oldukça iyi bir uyum içinde olduğu belirlenmiştir. Uzun dönemli 20-yıllık ortalama ve aylık ortalamaların sonuçları, ESA CCI-SS verilerinin Hs açısından iyi bir alternatif veri kaynağı olduğu ve Karadeniz dalga iklimi çalışmalarında Hs için güvenilir bir şekilde kullanılabileceğini göstermektedir.

Makale detayları

Evaluation of ERA5 Significant Wave Height versus New Multi-Mission Satellite Altimeter Measurements in an Enclosed Basin

Yazarlar:

Fulya Islek

Yayıncı:

Dokuz Eylul University

Ana Başlıklar:

Mühendislik

Dergi:

Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi Vol.27 Issue 81, pp.382-392

Belge Tipi:

Makale

Yayın Tarihi:

9/2025

Belge Dili:

İngilizce

Document ID (Org No.):

2001358737

pISSN:

1302-9304

Significant wave height

ERA5 reanalysis data

Satellite altimeter measurement

Wave climate

Black Sea.Belirgin dalga yüksekliği

ERA5 yeniden analiz verileri

Uydu altimetre verileri

Dalga iklimi

Karadeniz.

Sayı

Makale detayları

Yazarlar: Fulya Islek

Yayıncı: Dokuz Eylul University

Ana Başlıklar: Mühendislik

Dergi: Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi Vol.27 Issue 81, pp.382-392

Belge Tipi: Makale

Yayın Tarihi: 9/2025

Belge Dili: İngilizce

Document ID (Org No.): 2001358737

pISSN: 1302-9304

Sayı

Yazarlar:

Fulya Islek

Yayıncı:

Dokuz Eylul University

Ana Başlıklar:

Mühendislik

Dergi:

Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi Vol.27 Issue 81, pp.382-392

Belge Tipi:

Makale

Yayın Tarihi:

9/2025

Belge Dili:

İngilizce

Document ID (Org No.):

2001358737

pISSN:

1302-9304