Weermodel (HARMONIE) voor Nederland, Europa en Caraïben

KNMI gebruikt en mede-ontwikkelt HARMONIE. Dit weermodel wordt gebruikt door Europese meteorologische diensten zoals het KNMI, voor numerieke weersverwachtingen met hoge resolutie op korte afstanden. Sinds 2024 is de nieuwe versie HARMONIE Cy43 in gebruik genomen, die geproduceerd wordt door het samenwerkingsverband United Weather Centres-West (UWC-West). Het weermodel produceert weersverwachtingen voor bijvoorbeeld temperatuur, wind, luchtdruk en neerslag. Hierbij worden de parameters tot 60 uur vooruit berekend, met een resolutie van 1 uur. HARMONIE wordt generiek uitgegeven voor zowel Nederland, Europa en een Caribisch domein.

Infographic KNMI weer- en klimaatmodellen.

Doel HARMONIE

Weersverwachtingen worden berekend door computermodellen die de ontwikkeling van de echte atmosfeer beschrijven aan de hand van wiskundige vergelijkingen. HARMONIE wordt voornamelijk ontwikkeld door een Europees consortium voor weersverwachtingen op korte termijn. Binnen dit samenwerkingsverband heeft elke nationale weerdienst zijn eigen nationale verantwoordelijkheden en bijbehorende competenties op het gebied van veiligheid, waaronder waarschuwingen, paraatheid en defensie. Het weermodel HARMONIE van het KNMI is daarom ook beschikbaar in drie verschillende versies die het geografische gebied van Nederland, Europa en de Caraïben bestrijken. Het model richt zich op gebeurtenissen die op kleine schaal plaatsvinden maar ernstige gevolgen kunnen hebben, bijvoorbeeld extreme neerslag zoals wolkbreuken en snel veranderend laag onweer.

HARMONIE Cy43 technische documentatie

Op 20 juni 2024 is het KNMI, na een testperiode van een jaar, gestart met de operationele runs van HARMONIE van Cycle 43 op UWC-West. We leveren datasets voor drie gebieden: Nederland, Europa en de Caraïben. Het Nederlandse en Europese domein zijn uitsneden van het DINI-domein (Denemarken, Ierland, Nederland, IJsland), dat is ontstaan vanuit de samenwerking binnen UWC-West. Er wordt een aparte run gedraaid voor het Caribische gebied, wat is uitgebreid met Suriname t.o.v. de vorige versie. Deze run bevat ook uitsneden voor zowel de Bovenwindse als de Benedenwindse eilanden.

Deze datasets zijn enkel beschikbaar voor de hele uitsnede. We bieden, in overeenstemming met ons wettelijk kader, geen uitsneden aan voor specifieke locaties of parameters.

Overzicht beschikbare dataproducten van Harmonie Cy43 op KDP
Dataset (op KDP)	Uitsnede	Run	Max. verticale hoogte	Parameters
HARMONIE Cy43 P1	Nederland	Deterministisch	300	Meteorologisch
HARMONIE Cy43 P2a	Nederland	Ensemble	10	Meteorologisch
HARMONIE Cy43 P2b	Nederland	Ensemble	300	Duurzame energie
HARMONIE Cy43 P3	Europa	Deterministisch	300	Meteorologisch
HARMONIE Cy43 P4a	Europa	Ensemble	10	Meteorologisch
HARMONIE Cy43 P4b	Europa	Ensemble	300	Duurzame energie
HARMONIE Cy43 P5	Europa	Deterministisch	550	Selectie
HARMONIE Cy43 BES	Caraïben	Deterministisch	1000	Meteorologisch
HARMONIE Cy43 L20 (binnenkort beschikbaar)	Europa	Deterministisch	10	Noordzee applicaties

Filenaam en tijden

Elk uur is er een nieuwe weersverwachting beschikbaar. De files zijn samengepakt tot .tar. Uitgepakt volgen de bestandsnamen de volgende conventie:

HA43_TTT_yyyymmddhh_lllll_GB

TTT is voor type bestand: N20 is het NLse domein, N55 is het DINI/EU domein, L20 is het originele resolutie DINI/EU domein
yyyymmddhh is de datum en tijd van de verwachting
lllll is de huidige tijdspanne in uren binnen de voorspelling van tijdsintervallen van +00u (+1u) +60u

Nederlandse en Europese (DINI) domein

De Nederlandse uitsnede is het groene domein op de linker figuur hier beneden. Het heeft de volledige HARMONIE resolutie (~2x2 km). Het rooster is een regelmatig lat-lon rooster met een roosterafstand van ongeveer 2 km (lengtegraad: 0,01 graden; breedtegraad: 0,029 graden).

De Europese uitsnede is het blauwe domein op de linker figuur hier beneden en is het volledige domein van DINI. Het betreft een geroteerd lat-lon rooster met een gereduceerde resolutie van 0,05 graden, waarbij meteorologische parameters beschikbaar zijn op normale hoogten (boven het oppervlak) en op drukniveaus.

Uitsnede UWC-west van Europa en Caribisch gebied — Links is het DINI domein, met Europa (rood) met daarin de 2.0 km lat-lon uitsnede rond Nederland (groen) en de 5.5 km rotated lat-lon uitsnede die bijna het hele gebied bedekt (blauw). Rechts is het Caribisch domein, met het gehele domein (licht blauw) en de Benedewindse Eilanden (bruin) en de Bovenwindse Eilanden (grijs)

Caribische domein

De files in de Caraïben dataset zijn onderverdeeld in BESS, BOV en BEN. BESS beslaat het gehele gebied, BOV is de uitsnede van de bovenwindse eilanden, en de BEN is de uitsnede voor de benedenwindse eilanden. Het Caribische domein omvat nu ook Suriname en biedt een bredere dekking voor de regio, en is de felgroene uitsnede op de rechter figuur hierboven. De coördinaten van het nieuwe domein zijn van -3 tot 24,45 graden (latitude) en van -79,5 tot -42,55 graden (longitude) in stappen van 0,05 graden. Dit resulteert in een grid met 740 punten in de breedte en 550 punten in de lengte.

Ensemblegegevens worden verwerkt in batches van 5 members (MBR). Elke batch maakt gebruik van de meest recente ECMWF-analyse als input.

Member 1 tot 5 op uur 1
Member 6 tot 10 op uur 2
Member 11 tot 15 op uur 3
Member 16 tot 20 op uur 4
Member 21 tot 25 op uur 5
Member 26 tot 30 op uur 6

Deze opzet zorgt ervoor dat elk uur 5 ensemblemembers worden gegenereerd, elk beginnend op dat specifieke uur. In tegenstelling tot traditionele ensembles waarbij een volledige set op één tijdstip wordt gestart, genereren we nu continu subsets, waardoor een voortschrijdende ensemblevoorspelling ontstaat.

Om een volledige set ensemblegegevens te hebben zoals ECMWF, is het nodig om 5 tot 0 uur afknippen aan het begin van de prognosehorizon en 0 tot 5 uur aan het einde van de prognosehorizon toe te voegen (Zie afbeelding hierbeneden).

Uitleg ensemblemembers in HARMONIE — Visuele presentatie ensemblemembers in HARMONIE. Member 0 wordt in elke run gedraaid, de andere members hebben een off-set in tijd wanneer ze worden gedraaid. Om een volledige ensemble te moeten hebben, zouden gebruikers ze met vertraging kunnen combineren tot een volledig ensamble van 30 leden met een weersverwachting van totaal 54 uur.

Speciale afwegingen voor geaccumulateerde parameters

Om overschattingen te voorkomen is het nodig, voor geaccumuleerde parameters zoals neerslag, om de neerslag af te trekken van het eerste gedeelde uur van de ensemblemembers. Elke batch ensemblemembers begint op een ander uur. Er is dus zorgvuldige aanpassing vereist om nauwkeurige waarden voor de geaccumuleerde gegevens te garanderen. Andere parameters, zoals temperatuur en wind, kunnen worden gebruikt zoals ze zijn voor elk ensemblemember, zonder verdere aanpassingen.

HARMONIE data is opgeslagen in het GRIB1 format, een standaard vanuit de World Meterological Organization (WMO). Daarom raden wij aan een grib-decoder te gebruiken die past bij de grib-code tabel die bij de betreffende grib-bestanden hoort. Een decoder die past bij de KNMI HARMONIE bestanden is een open source pakket ecCODES dat te downloaden is bij het ECMWF. Een overzicht met GRIB codes die bij de KNMI data passen is in de onderstaande tabellen te vinden. 

Hier is een overzicht van de GRIB codes voor HARMONIE Cy43 P1. Code is de indicatorOfParameter variabele, LevelType is terug te vinden als indicatorOfTypeOfLevel, en TRI staat voor timeRangeIndicator. Voor LevelType en TRI is onderaan de pagina uitleg wat ze betekenen.

Tabel met GRIB codes voor dataset HARMONIE Cy43 P1
Code	Afkorting	Parameter beschrijving	Units	Leveltype	Level	TRI
1	PMSL	Pressure altitude above mean sea level	Pa	103	0	0
1	PSRF	Pressure height above ground	Pa	105	0	0
6	GP	Geopotential	m2 s-2	105	0	0
11	TMP	Temperature	K	105	0, 2, 50, 100, 200, 300	0
11	TMP	Temperature	K	100	100, 200, 300	0
11	ISBA	Temperature of nature tile (per 18-11-24)	K	105	800(0cm), 801(-7cm), 802(-50cm)	0
17	DPT	Dew-point temperature	K	105	2	0
20	VIS	Visibility	m	105	0	0
33	UGRD	u-component of wind	m s-1	100	100, 200, 300	0
33	UGRD	u-component of wind	m s-1	105	10, 50, 100, 200, 300	0
34	VGRD	v-component of wind	m s-1	100	100, 200, 300	0
34	VGRD	v-component of wind	m s-1	105	10, 50, 100, 200, 300	0
52	RH	Relative humidity	%	105	2	0
61	APCP	Total precipitation	kg m-2	105	0	4
65	WEASD	Water equivalent of accumulated snow depth	kg m-2	105	0	0
66	SD	Snow depth	m	105	0	0
67	MIXHT	Mixed layer depth	m	105	0	0
71	TCDC	Total cloud cover	%	105	0	0
73	LCDC	Low cloud cover	%	105	0	0
74	MCDC	Medium cloud cover	%	105	0	0
75	HCDC	High cloud cover	%	105	0	0
81	LAND	Landcover	Proportion	105	0	0
111	NSWRS	Net short-wave radiation flux (surface)	W m-2	105	0	4
112	NLWRS	Net long-wave radiation flux (surface)	W m-2	105	0	4
117	GRAD	Global radiation flux	W m-2	105	0	4
122	SHTFL	Sensible heat flux	W m-2	105	0	4
132	LHTFL	Latent heat flux through evaporation	W m-2	105	0	4
162	CSULF	U-momentum of gusts out of the model	m s-1	105	10	2
163	CSDLF	V-momentum of gusts out of the model	m s-1	105	10	2
181	LPSX	(Cumulative sum) Rain	kg m-2	105	0	4
181	LPSX	Rain	kg m-2	105	0	0
184	HGTY	(Cumulative sum) Snow	kg m-2	105	0	4
184	HGTY	Snow	kg m-2	105	0	0
186	ICNG	Cloud base	m	200	0	0
201	ICWAT	(Cumulative sum) Graupel	kg m-2	105	0	4
201	ICWAT	Graupel	kg m-2	105	0	0
201	ICWAT	(Column integrated) Graupel	kg m-2	200	0	0

Hier is een overzicht van de GRIB codes voor HARMONIE Cy43 P3. Code is de indicatorOfParameter variabele, LevelType is terug te vinden als indicatorOfTypeOfLevel, en TRI staat voor timeRangeIndicator. Voor LevelType en TRI is onderaan de pagina uitleg wat ze betekenen.

Tabel met GRIB codes voor dataset HARMONIE Cy43 P3
Code	Afkorting	Parameter beschrijving	Units	Leveltype	Level	TRI
1	PMSL	Pressure altitude above mean sea level	Pa	103	0	0
1	PSRF	Pressure height above ground	Pa	105	0	0
6	GP	Geopotential	m2 s-2	105	0	0
11	TMP	Temperature	K	100	200, 300, 500, 700, 850, 925	0
11	TMP	Temperature	K	105	0, 2, 50, 100, 200, 300	0
17	DPT	Dew-point temperature	K	105	2	0
20	VIS	Visibility	m	105	0	0
33	UGRD	u-component of wind	m s-1	100	200, 300, 500, 700, 850, 925	0
33	UGRD	u-component of wind	m s-1	105	10, 50, 100, 200, 300	0
34	VGRD	v-component of wind	m s-1	100	200, 300, 500, 700, 850, 925	0
34	VGRD	v-component of wind	m s-1	105	10, 50, 100, 200, 300	0
52	RH	Relative humidity	%	100	300, 500, 700, 850, 925	0
52	RH	Relative humidity	%	105	2	0
61	APCP	Total precipitation	kg m-2	105	0	4
65	WEASD	Water equivalent of accumulated snow depth	kg m-2	105	0	0
66	SD	Snow depth	m	105	0	0
67	MIXHT	Mixed layer depth	m	105	0	0
71	TCDC	Total cloud cover	%	105	0	0
73	LCDC	Low cloud cover	%	105	0	0
74	MCDC	Medium cloud cover	%	105	0	0
75	HCDC	High cloud cover	%	105	0	0
81	LAND	Landcover	Proportion	105	0	0
111	NSWRS	Net short-wave radiation flux (surface)	W m-2	105	0	4
112	NLWRS	Net long-wave radiation flux (surface)	W m-2	105	0	4
117	GRAD	Global radiation flux	W m-2	105	0	4
122	SHTFL	Sensible heat flux	W m-2	105	0	4
132	LHTFL	Latent heat flux through evaporation	W m-2	105	0	4
162	CSULF	U-momentum of gusts out of the model	m s-1	105	10	2
163	CSDLF	V-momentum of gusts out of the model	m s-1	105	10	2
181	LPSX	(Cumulative sum) Rain	kg m-2	105	0	0
181	LPSX	Rain	kg m-2	105	0	4
184	HGTY	(Cumulative sum) Snow	kg m-2	105	0	0
184	HGTY	Snow	kg m-2	105	0	4
186	ICNG	Cloud base	m	200	0	0
201	ICWAT	(Cumulative sum) Graupel	kg m-2	200	0	0
201	ICWAT	Graupel	kg m-2	105	0	0
201	ICWAT	Graupel	kg m-2	105	0	4

Hier is een overzicht van de GRIB codes voor HARMONIE Cy43 P5. Code is de indicatorOfParameter variabele, LevelType is terug te vinden als indicatorOfTypeOfLevel, en TRI staat voor timeRangeIndicator. Voor LevelType en TRI is onderaan de pagina uitleg wat ze betekenen.

Tabel met GRIB codes voor dataset HARMONIE Cy43 P5
Code	Afkorting	Parameter beschrijving	Units	LevelType	Level
1	PSRF	Pressure height above ground	Pa	105	0
6	GP	Geopotential	m2 s-2	105	0
11	TMP	Temperature	K	105	0
11	TMP	Temperature	K	109	1-90
33	UGRD	u-component of wind	m s-1	109	1-90
34	VGRD	v-component of wind	m s-1	109	1-90
51	SPFH	Specified humidity	kg kg-1	109	1-90

HARMONIE Cy43 P2a/P4a

Hier is een overzicht van de GRIB codes voor HARMONIE Cy43 P2a/P4a. In zowel HARMONIE Cy43 P2a als HARMONIE Cy43 P4a zitten dezelfde set variabelen. Het verschil is dat P2a voor Nederland is, en P4a het hele DINI domain is op een lagere resolutie. Code is de indicatorOfParameter variabele, LevelType is terug te vinden als indicatorOfTypeOfLevel, en TRI staat voor timeRangeIndicator. Voor LevelType en TRI is onderaan de pagina uitleg wat ze betekenen.

Tabel met GRIB codes voor datasets HARMONIE Cy43 P2a/P4a
Code	Afkorting	Parameter beschrijving	Units	LevelType	Level	TRI
1	PMSL	Pressure altitude above mean sea level	Pa	103	0	0
11	TMP	Temperature	K	105	2	0
20	VIS	Visibility	m	105	0	0
33	UGRD	u-component of wind	m s-1	105	10, 50	0
34	VGRD	v-component of wind	m s-1	105	10, 50	0
52	RH	Relative humidity	%	105	2	0
65	WEASD	Water equivalent of accumulated snow depth	kg m-2	105	0	0
71	TCDC	Total cloud cover	%	105	0	0
73	LCDC	Low cloud cover	%	105	0	0
74	MCDC	Medium cloud cover	%	105	0	0
75	HCDC	High cloud cover	%	105	0	0
162	CSULF	U-momentum of gusts out of the model	m s-1	105	10	2
163	CSDLF	V-momentum of gusts out of the model	m s-1	105	10	2
181	LPSX	Rain	kg m-2	105	0	4
184	HGTY	(Cumulative sum) Snow	kg m-2	105	0	4
186	ICNG	Cloud base	m	200	0	0
201	ICWAT	(Cumulative sum) Graupel	kg m-2	105	0	4
209	MIXLY	Lightning	-	200	0	0

HARMONIE Cy43 P2b/P4b

Hier is een overzicht van de GRIB codes voor HARMONIE Cy43 P2b/P4b. In zowel HARMONIE Cy43 P2b als HARMONIE Cy43 P4b zitten dezelfde set variabelen. Het verschil is dat P2b voor Nederland is, en P4b het hele DINI domain is op een lagere resolutie. Code is de indicatorOfParameter variabele, LevelType is terug te vinden als indicatorOfTypeOfLevel, en TRI staat voor timeRangeIndicator. Voor LevelType en TRI is onderaan de pagina uitleg wat ze betekenen.

Tabel met GRIB codes voor datasets HARMONIE Cy43 P2b/P4b
Code	Afkorting	Parameter beschrijving	Units	LevelType	Level	TRI
33	UGRD	u-component of wind	m s-1	105	10, 50, 100, 200, 300	0
34	VGRD	v-component of wind	m s-1	105	10, 50, 100, 200, 300	0
71	TCDC	Total cloud cover	%	105	0	0
117	GRAD	Global radiation flux	W m-2	105	0	4

HARMONIE Cy43 BESS

Hier is een overzicht van de GRIB codes voor HARMONIE Cy43 BESS. Code is de indicatorOfParameter variabele, LevelType is terug te vinden als indicatorOfTypeOfLevel, en TRI staat voor timeRangeIndicator. Voor LevelType en TRI is onderaan de pagina uitleg wat ze betekenen.

Tabel met GRIB codes voor datasets HARMONIE Cy43 BESS
Code	Afkorting	Parameter beschrijving	Units	LevelType	Level	TRI
1	PMSL	Pressure altitude above mean sea level	Pa	103	0	0
6	GP	Geopotential	m2 s-2	100	500	0
11	TMP	Temperature	K	100	500	0
11	TMP	Temperature	K	105	2	0
17	DPT	Dew-point temperature	K	105	2	0
33	UGRD	u-component of wind	m s-1	100	200, 500, 700, 850, 925	0
33	UGRD	u-component of wind	m s-1	105	10	0
34	VGRD	v-component of wind	m s-1	100	200, 500, 700, 850, 925	0
34	VGRD	v-component of wind	m s-1	105	10	0
73	LCDC	Low cloud cover	%	105	0	0
74	MCDC	Medium cloud cover	%	105	0	0
75	HCDC	High cloud cover	%	105	0	0
116	SWAVR	Short-wave radiation flux	W m-2	105	0	0, 4
117	GRAD	Global radiation flux	W m-2	105	0	4
160	CSUSF	CAPE	J kg-1	105	0	0
161	CSDSF	AROME hail diagnostic	%	105	10	0
162	CSULF	U-momentum of gusts out of the model	m s-1	105	10	2
163	CSDLF	V-momentum of gusts out of the model	m s-1	105	10	2
165	CFNLF	Convective inhibition (CIN)	J kg-1	105	0	0
181	LPSX	(Cumulative sum) Rain	kg m-2	105	0	0, 4
184	HGTY	(Cumulative sum) Snow	kg m-2	105	0	0, 4
187	LTNG	Cloud top	m	200	0	0
201	ICWAT	(Cumulative sum) Graupel	kg m-2	105	0	0, 4

HARMONIE Cy43 BOV/BEN

Hier is een overzicht van de GRIB codes voor HARMONIE Cy43 BOV/BEN.

Tabel met GRIB codes voor datasets HARMONIE Cy43 BOV/BEN
Code	Afkorting	Parameter beschrijving	Units	LevelType	Level	TRI
1	PMSL	Pressure altitude above mean sea level	Pa	103	0	0
11	TMP	Temperature	K	105	2	0
17	DPT	Dew-point temperature	K	105	2	0
33	UGRD	u-component of wind	m s-1	105	10	0
34	VGRD	v-component of wind	m s-1	105	10	0
51	SPFH	Specific humidity	kg kg-1	105	2	0
52	RH	Relative humidity	%	105	100, 250, 500, 750, 1000	0
71	TCDC	Total cloud cover	%	105	0	0
73	LCDC	Low cloud cover	%	105	0	0
74	MCDC	Medium cloud cover	%	105	0	0
75	HCDC	High cloud cover	%	105	0	0
76	CWAT	Cloud water	kg m-2	109	65	0
116	SWAVR	Short-wave radiation flux	W m-2	105	0	0, 4
117	GRAD	Global radiation flux	W m-2	105	0	4
161	CSDSF	AROME hail diagnostic	%	105	0	0
162	CSULF	U-momentum of gusts out of the model	m s-1	105	10	2
163	CSDLF	V-momentum of gusts out of the model	m s-1	105	10	2
181	LPSX	(Cumulative sum) Rain	kg m-2	105	0	0, 4
181	LPSX	Rain	kg m-2	109	65	0
184	HGTY	(Cumulative sum) Snow	kg m-2	105	0	0, 4
201	ICWAT	(Cumulative sum) Graupel	kg m-2	105	0	0, 4

Hier is een overzicht van de GRIB codes voor HARMONIE Cy43 L20. Code is de indicatorOfParameter variabele, LevelType is terug te vinden als indicatorOfTypeOfLevel, en TRI staat voor timeRangeIndicator. Voor LevelType en TRI is onderaan de pagina uitleg wat ze betekenen.

Tabel met GRIB codes voor datasets HARMONIE Cy43 L20
Code	Afkorting	Parameter beschrijving	Units	LevelType	Level	TRI
1	PMSL	Pressure altitude above mean sea level	Pa	103	0	0
11	TMP	Temperature	K	105	2	0
17	DPT	Dew-point temperature	K	105	2	0
33	UGRD	u-component of wind	m s-1	105	10	0
34	VGRD	v-component of wind	m s-1	105	10	0
61	APCP	Total precipitation	kg m-2	105	0	4
71	TCDC	Total cloud cover	%	105	0	0
81	LAND	Landcover	Proportion	105	0	0
115	LWAVR	Long-wave radiation flux	W m-2	105	0	4
117	GRAD	Global radiation flux	W m-2	105	0	4
124	UFLX	Momentum flux, u-component	N m-2	105	760(sea) / 770 (lakes)	0
125	VFLX	Momentum flux, v-component	N m-2	105	760(sea) / 770 (lakes)	0

LevelType

Tabel met definities bij leveltype
Level type	WMO/HIRLAM type definition	Units
100	Isobaric level	hPa
103	Specified altitude above mean sea level	Altitude in m
105	Specified height above ground	Altitude in m
109	Hybrid level
200	Entire atmosphere (considered as a single layer)

TRI (TimeRangeIndicator)

Tabel met uitleg TRI
Time Range Indicator	Range
0	Instantaan
2	Geaccumuleerd over beperkte periode
4	Geaccumuleerd over hele forecast periode

Weermodel (HARMONIE) voor Nederland, Europa en Caraïben

Doel HARMONIE

HARMONIE Cy43 technische documentatie

Overzicht beschikbare datasets

Algemene technische gegevens

Ensembles

GRIB

HARMONIE Cy43 P1

HARMONIE Cy43 P3

HARMONIE Cy43 P5

HARMONIE Cy43 P2/P4

HARMONIE Cy43 BES (BESS/BEN/BOV)

HARMONIE Cy43 L20

Uitleg LevelType and TRI