Chapter · September 015 doi: 10. 1201/b18973-33 citations 11 reads 3,065 authors: Some of the authors of this publication are also working on these related projects

Model description and configuration
The WRF model is a last generation mesoscale model
with both forecasting and atmospheric research capa-
bilities. A detailed description of the model can be
found in Wang et al. (2012). The simulation is per-
formed using latest reanalysis data set from ECMWF,
the ERA-INTERIM (Simmons et al., 2006). The
data was retrieved from the Meteorological Archive
Retrieval System (MARS) with 0.25
◦
spatial resolu-
tion and was used to provide the initial and boundary
conditions to the WRF model. The WRF model is
run for a 5 year period (2009 to 2013) within a
one way nested configuration with a 3:1 relationship,
and has an output of several meteorological variables
among which wind speed and direction at different
levels. In order to avoid climate drift characteristic
of long term simulations, yearly simulations are per-
formed using the first month as model spin up. In
addition, for a better representation of the air-sea inter-
action for longer-range regional climate simulations,
daily SSTs from National Centers for Environmen-
tal Prediction/Marine Modeling and Analysis Branch
(NCEP/MMAB) with 0.083
◦
of resolution are contin-
uously updated throughout the simulation. The product
is produced with a two-dimensional variational inter-
polation analysis of the most recent 24-hours buoy
and ship data, satellite-retrieved SST data, and SST’s
derived from satellite-observed sea-ice coverage. The
domain configuration is depicted in Figure 1 and
the parameterization schemes used to perform the
simulations are described in Table 1.
2.2
Observational data
Two types of observational data obtained from two
different sources are used for validation purposes.
A radio-sounding station located at Gago Coutinho,
Lisboa, provides wind information at different heights.
The use of this data allows the validation of the mod-
elled winds at different levels without the use of
220

---

Figure 1.
Domain configuration and location of the meteo-
rological station and offshore buoys.
Table 2.
Characteristics of the in buoy wind observations in
coastal waters.
Latitude
Longitude
Dist. from
(degrees
(degrees
Depth
shore
Location
north)
east)
(m)
(km)
Cabo
43.74
−
6.17
600
∼
40
Silleiro
Cabo
40.64
−
8.66
615
∼
20
Penas
Estaca
44.12
−
7.67
1800
∼
32
de Bares
Golfo
36.48
−
6.96
450
∼
55
de Cadiz
Villano
43.50
−
9.21
386
∼
30
Sisargas
extrapolation methods and is therefore used to validate
winds obtained from the model at 80 m height. This
data was obtained from IPMA (Portuguese Institute
for the sea and atmosphere).
Coastal winds are validated using wind mea-
sures from offshore buoys obtained from the Spanish
REDEXT network of Puertos del Estado (OPPE). The
deep sea water buoys are placed in fixed positions, pro-
viding hourly wind intensity and direction information
from an anemometer located 3 m above site elevation.
The buoy characteristics are presented in Table 2.
The wind profile power law is applied to extrapo-
late wind from 3 m to 10 m, making it possible to be
compared with the winds obtained directly from the
model.
The wind profile power law is given by:
where u is the wind speed (in meters per second) at
height z (in meters), and u
r
is the known wind speed
at a reference height z
r
. The exponent (α) is the fric-
tion coefficient or Hellman exponent, a function of the
topography at a specific site and usually assumed as
a value of 1/7 for open land commonly referred to as
the one-seventh power law. Wind speed extrapolation
is considered one of the most critical uncertainty fac-
tors of wind power assessment. There is a variety of
wind shear coefficients for different types of topogra-
phy and geography. A value of 0.10 is more appropriate
for lakes and oceans (Hsu et al., 1994) and is there-
fore used in the present work to extrapolate the winds
obtained from the buoys from 3 m to 10 m and 80 m
height.
2.3