Forskning afslører resultater inden for parametrisering af stormmikrofysik

Forskning ledet af professor Ming Xue fra University of Oklahoma's Center for Analysis and Prediction of Storms har afsløret ny indsigt i mikrofysik-parameterisering (MP)-skemaer, hvilket markant fremmer vores forståelse af ishydrometeor-repræsentationer i vejrmodellering.

Udgivet i Advances in Atmospheric Sciences , fokuserede undersøgelsen på at undersøge kompleksiteten omkring ishydrometeorrepræsentationer og relaterede processer inden for MP-ordninger.

Ved at udføre idealiserede supercellesimuleringer ved hjælp af Weather Research and Forecasting (WRF)-modellen sammenlignede og analyserede forskerholdet ydeevnen af ​​forskellige MP-skemaer – specifikt Hebrew University Cloud Model "fuld" spektral bin MP (HU-SBM) og NSSL og Thompson bulk MP (BMP) ordninger.

"I vores undersøgelse observerede vi, at måden HU-SBM simulerede storme på resulterede i mindre regnfordampning og svagere nedadgående luftbevægelser sammenlignet med NSSL- og Thompson-skemaerne," sagde den første forfatter, Dr. Marcus Johnson. "Overraskende nok, selvom HU-SBM-ordningen producerede mere skyis, graupel og hagl, regnede det faktisk mindre på jorden. Vi opdagede, at HU-SBM's metode til at håndtere visse typer af iskolde partikler førte til langsommere smeltende is generelt sammenlignet med andre ordninger."

Ifølge holdet er det interessante, at HU-SBM også forudsagde mere snesmeltning til regn på grund af, hvordan iskrystaller og snefnug klumpede sammen og kolliderede med andre iskolde partikler, hvilket var forskelligt fra, hvordan andre skemaer simulerede ispartikler.

Xue kommenterede, "Vores forskning understreger nedbørens følsomhed over for forskellige faktorer såsom stormdynamik, faldhastighed, hydrometeorudvikling og mikrofysisk parametrisering af partikelstørrelsesfordelingsdesign. Disse resultater vil væsentligt bidrage til at forbedre nøjagtigheden af ​​vejrmodeller, især ved forudsigelse af svære vejrforhold. vejrbegivenheder."

"Beregningsmæssigt har meget dyrere BIN-skemaer meget færre antagelser om skyvæske- og ispartikelstørrelsesfordelinger og har potentialet til at være mere nøjagtige end bulk-MP-skemaer, men specifikke behandlinger af MP-processer er lige så eller endnu vigtigere. Faktisk forbedret behandling af visse processer er blevet implementeret i nyere versioner af HU-SBM-ordningen, hvilket fører til forbedrede simuleringer."

Implikationerne af denne undersøgelse strækker sig til at forbedre prognosenøjagtigheden og forstå nuancerne af stormdynamikken, hvilket giver værdifuld indsigt for meteorologer og klimaforskere globalt.

Flere oplysninger: Marcus Johnson et al., Comparison of a Spectral Bin and Two Multi-Moment Bulk Microphysics Schemes for Supercell Simulation:Investigation into Key Processes Responsible for Hydrometeor Distributions and Precipitation, Advances in Atmospheric Sciences (2024). DOI:10.1007/s00376-023-3069-7

Journaloplysninger: Fremskridt inden for atmosfæriske videnskaber

Leveret af Chinese Academy of Sciences