Simulation of the lakes’ impact on precipitation and the quantification of the effects resulting from the contribution of different processes have proved challenging in numerical weather prediction. Lakes have differences with their surrounding lands in roughness, surface temperature and humidity content, which are the root causes of the mechanical and thermal mechanisms that lead to changes in the amount of precipitation in the downwind of a lake. In this study, the effect of Lake Urmia on precipitation in the form of snowfall is simulated for a case of heavy precipitation associated with severe weather across a significant part of the Southwest Asia on 11 Dec. 2013 using the Weather Research and Forecasting (WRF) model coupled with the Community Land Model (CLM) in simulations with and without the lake. The results illustrate that omitting the lake reduces the humidity content and precipitable water in the vertical column above the lake. In this case, however, the role of mechanical effect due to differences in roughness between the lake and its surrounding lands is noticeably larger than the thermal effect due to differences in the moisture and heat supplied by the lower surface to the air masses above. Associated with the roughness differences, a distinct change in the location of the convergence line of the antithetical currents is identified over the lake. The case highlights the importance of the proper representation of surface characteristics in mesoscale models to gain improvements on the fine-scale details of precipitation.

中文翻译：

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乌尔米湖的机械和热效应比较：案例研究

模拟湖泊对降水的影响以及量化不同过程的贡献所产生的影响已证明在数值天气预报中具有挑战性。湖泊与周围土地在粗糙度、表面温度和湿度含量方面存在差异，这是导致湖泊下风向降水量变化的机械和热机制的根本原因。在这项研究中，使用天气研究和预报 (WRF) 模拟了 2013 年 12 月 11 日西南亚大部分地区与恶劣天气相关的强降水案例，模拟乌尔米亚湖对降雪形式的降水的影响模型与社区土地模型 (CLM) 相结合，在有和没有湖泊的模拟中进行。结果表明，省略湖泊会降低湖泊上方垂直柱中的湿度和可降水量。然而，在这种情况下，由于湖泊与其周围土地之间的粗糙度差异导致的机械效应的作用明显大于由于下表面向上方气团提供的水分和热量的差异而产生的热效应。与粗糙度差异相关联，在湖上发现了对流汇聚线位置的明显变化。该案例强调了在中尺度模型中正确表示表面特征的重要性，以改进降水的精细尺度细节。由于湖泊与其周围土地之间的粗糙度差异导致的机械效应的作用明显大于由于下表面向上方气团提供的水分和热量的差异而导致的热效应。与粗糙度差异相关联，在湖上发现了对流汇聚线位置的明显变化。该案例强调了在中尺度模型中正确表示表面特征的重要性，以改进降水的精细尺度细节。由于湖泊与其周围土地之间的粗糙度差异导致的机械效应的作用明显大于由于下表面向上方气团提供的水分和热量的差异而导致的热效应。与粗糙度差异相关联，在湖上发现了对流汇聚线位置的明显变化。该案例强调了在中尺度模型中正确表示表面特征的重要性，以改进降水的精细尺度细节。与粗糙度差异相关联，在湖上发现了对流汇聚线位置的明显变化。该案例强调了在中尺度模型中正确表示表面特征的重要性，以改进降水的精细尺度细节。与粗糙度差异相关联，在湖上发现了对流汇聚线位置的明显变化。该案例强调了在中尺度模型中正确表示表面特征的重要性，以改进降水的精细尺度细节。