The International H2O Project (IHOP_2002) is one of the largest North American meteorological field experiments in history. From 13 May to 25 June 2002, over 250 researchers and technical staff from the United States, Germany, France, and Canada converged on the Southern Great Plains to measure water vapor and other atmospheric variables. The principal objective of IHOP_2002 is to obtain an improved characterization of the time-varying three-dimensional water vapor field and evaluate its utility in improving the understanding and prediction of convective processes. The motivation for this objective is the combination of extremely low forecast skill for warm-season rainfall and the relatively large loss of life and property from flash floods and other warm-season weather hazards. Many prior studies on convective storm forecasting have shown that water vapor is a key atmospheric variable that is insufficiently measured. Toward this goal, IHOP_2002 brought together many of the existing operational and new state-of-the-art research water vapor sensors and numerical models. The IHOP_2002 experiment comprised numerous unique aspects. These included several instruments fielded for the first time (e.g., reference radiosonde); numerous upgraded instruments (e.g., Wyoming Cloud Radar); the first ever horizontal-pointing water vapor differential absorption lidar (DIAL; i.e., Leandre II on the Naval Research Laboratory P-3), which required the first onboard aircraft avoidance radar; several unique combinations of sensors (e.g., multiple profiling instruments at one field site and the German water vapor DIAL and NOAA/Environmental Technology Laboratory Doppler lidar on board the German Falcon aircraft); and many logistical challenges. This article presents a summary of the motivation, goals, and experimental design of the project, illustrates some preliminary data collected, and includes discussion on some potential operational and research implications of the experiment.

The Mediterranean region is frequently affected by heavy precipitation events associated with flash floods, landslides, and mudslides that cause hundreds of millions of euros in damages per year and, often, casualties. A major field campaign was devoted to heavy precipitation and f lash f loods from 5 September to 6 November 2012 within the framework of the 10-yr international Hydrological Cycle in the Mediterranean Experiment (HyMeX) dedicated to the hydrological cycle and related high-impact events. The 2-month field campaign took place over the northwestern Mediterranean Sea and its surrounding coastal regions in France, Italy, and Spain. The observation strategy of the field experiment was devised to improve knowledge of the following key components leading to heavy precipitation and flash flooding in the region: 1) the marine atmospheric f lows that transport moist and conditionally unstable air toward the coasts, 2) the Mediterranean Sea acting as a moisture and energy source, 3) the dynamics and microphysics of the convective systems producing heavy precipitation, and 4) the hydrological processes during flash floods. This article provides the rationale for developing this first HyMeX field experiment and an overview of its design and execution. Highlights of some intensive observation periods illustrate the potential of the unique datasets collected for process understanding, model improvement, and data assimilation.

Trade-wind cumuli constitute the cloud type with the highest frequency of occurrence on Earth, and it has been shown that their sensitivity to changing environmental conditions will critically influence the magnitude and pace of future global warming. Research over the last decade has pointed out the importance of the interplay between clouds, convection and circulation in controling this sensitivity. Numerical models represent this interplay in diverse ways, which translates into different responses of trade-cumuli to climate perturbations. Climate models predict that the area covered by shallow cumuli at cloud base is very sensitive to changes in environmental conditions, while process models suggest the opposite. To understand and resolve this contradiction, we propose to organize a field campaign aimed at quantifying the physical properties of trade-cumuli (e.g., cloud fraction and water content) as a function of the large-scale environment. Beyond a better understanding of clouds-circulation coupling processes, the campaign will provide a reference data set that may be used as a benchmark for advancing the modelling and the satellite remote sensing of clouds and circulation. It will also be an opportunity for complementary investigations such as evaluating model convective parameterizations or studying the role of ocean mesoscale eddies in air-sea interactions and convective organization.

Abstract Within the framework of the international field campaign COPS (Convective and Orographically‐induced Precipitation Study), a large suite of state‐of‐the‐art meteorological instrumentation was operated, partially combined for the first time. This includes networks of in situ and remote‐sensing systems such as the Global Positioning System as well as a synergy of multi‐wavelength passive and active remote‐sensing instruments such as advanced radar and lidar systems. The COPS field phase was performed from 01 June to 31 August 2007 in a low‐mountain area in southwestern Germany/eastern France covering the Vosges mountains, the Rhine valley and the Black Forest mountains. The collected data set covers the entire evolution of convective precipitation events in complex terrain from their initiation, to their development and mature phase until their decay. Eighteen Intensive Observation Periods with 37 operation days and eight additional Special Observation Periods were performed, providing a comprehensive data set covering different forcing conditions. In this article, an overview of the COPS scientific strategy, the field phase, and its first accomplishments is given. Highlights of the campaign are illustrated with several measurement examples. It is demonstrated that COPS research provides new insight into key processes leading to convection initiation and to the modification of precipitation by orography, in the improvement of quantitative precipitation forecasting by the assimilation of new observations, and in the performance of ensembles of convection‐permitting models in complex terrain. Copyright © 2010 Royal Meteorological Society

Abstract Aeolian dust is a key aspect of the climate system. Dust can modify the Earth's energy budget, provide long‐range transport of nutrients, and influence land surface processes via erosion. Consequently, effective modeling of the climate system, particularly at regional scales, requires a reasonably accurate representation of dust emission, transport, and deposition. Here we evaluate African dust in 23 state‐of‐the‐art global climate models used in the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. We find that all models fail to reproduce basic aspects of dust emission and transport over the second half of the twentieth century. The models systematically underestimate dust emission, transport, and optical depth, and year‐to‐year changes in these properties bear little resemblance to observations. These findings cast doubt on the ability of these models to simulate the regional climate and the response of African dust to future climate change.

Abstract. During the Water Vapor Lidar Network Assimilation (WaLiNeAs) campaign, eight lidars specifically designed to measure water vapor mixing ratio (WVMR) profiles were deployed on the western Mediterranean coast. The main objectives were to investigate the water vapor content during case studies of heavy-precipitation events in the coastal western Mediterranean and assess the impact of high spatiotemporal WVMR data on numerical weather prediction forecasts by means of state-of-the-art assimilation techniques. Given the increasing occurrence of extreme events due to climate change, WaLiNeAs is the first program in Europe to provide network-like, simultaneous and continuous water vapor profile measurements over a period of 3–4 months. This paper focuses on the WVMR profiling datasets obtained from three of the lidars run by the French part of the WaLiNeAs team. These three lidars were deployed in the cities of Coursan, Le Grau-du-Roi and Cannes. This measurement setup enabled monitoring of the water vapor content of the lower troposphere over periods of 3 months in fall and winter 2022, with some interruptions, and 4 months in summer 2023. The lidars measured the WVMR profiles from the surface up to approximately 6–10 km at nighttime and 1–2 km during daytime. They had a vertical resolution of 100 m and a time resolution between 15 and 30 min, and they were selected to meet the needs of weather forecasting with an uncertainty lower than 0.4 g kg−1. The paper presents details about the instruments, the experimental strategy and the datasets provided. The final dataset (https://doi.org/10.25326/537; Chazette et al., 2023) is divided into two sub-datasets: the first with a time resolution of 15 min, which contains a total of 26 423 WVMR vertical profiles, and the second with a time resolution of 30 min to improve the signal-to-noise ratio and signal altitude range.