Forskning ledd av professor Ming Xue från University of Oklahomas Center for Analysis and Prediction of Storms har avslöjat nya insikter i mikrofysikparameteriseringsscheman (MP), vilket avsevärt förbättrar vår förståelse av ishydrometeorrepresentationer i vädermodellering.
Publicerad i Advances in Atmospheric Sciences , fokuserade studien på att undersöka komplexiteten kring ishydrometeorrepresentationer och relaterade processer inom MP-scheman.
Genom att utföra idealiserade supercellsimuleringar med hjälp av Weather Research and Forecasting (WRF)-modellen jämförde og analyserade forskargruppen prestandan för olika MP-scheman – specifikt Hebrew University Cloud Model "full" spectral bin MP (HU-SBM) och NSSL och Thompson bulk MP (BMP)-scheman.
"I vår studie observerade vi att sättet som HU-SBM simulerade stormar resulterade i mindre regnavdunstning och svagare luftrörelser nedåt jämfört med NSSL- och Thompson-scheman", sa den första författaren, Dr. Marcus Johnson. "Överraskande nog, även om HU-SBM-schemat producerade mer moln is, graupel och hagel, så regnade det faktiskt mindre på marken. Vi upptäckte att HU-SBM:s metod för att hantera vissa typer av isiga partiklar ledde till långsammare smältande is totalt sett jämfört med andra system."
Enligt teamet är det intressanta att HU-SBM också förutspådde mer snösmältning till regn på grund av hur iskristaller och snöflingor klumpat ihop sig och kolliderade med andra isiga partiklar, vilket skilde sig från hur andra system simulerade ispartiklar.
Xue kommenterade, "Vår forskning betonar nederbörds känslighet för olika faktorer som stormdynamik, fallhastighet, hydrometeorutveckling och mikrofysikparameterisering av partikelstorleksfördelning. Dessa fynd kommer avsevärt att bidra till att förbättra noggrannheten hos vädermodeller, särskilt när det gäller att förutsäga svåra väderhändelser."
"Beräkningsmässigt har mycket dyrare BIN-scheman mycket färre antaganden om storleksfördelningen av molnvätska och ispartiklar och har potentialen att vara mer exakta än bulk-MP-scheman, men specifika behandlingar av MP-processer är lika eller ännu viktigare. Faktum är att förbättrad behandling av vissa processer har implementerats i nyare versioner av HU-SBM-schemat, vilket leder till förbättrade simuleringar."
Implikationerna av denna studie sträcker sig till att förbättra prognostiseringsnoggrannheten och förstå nyanserna av stormdynamik, vilket ger värdefulla insikter för meteorologer och klimatforskare globalt.
Mer information: 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
Journalinformation: Framsteg inom atmosfärsvetenskap
Tillhandahålls av Chinese Academy of Sciences
