The present study focuses on determining the best combination of microphysics (MP) and cumulus parameterization (CP) schemes for the simulation of Tropical Cyclones (TCs) in the Indian subcontinent region, using the Weather Research and Forecasting (WRF) model. From the available schemes, four CP schemes, namely Kain–Fritsch, Betts–Miller–Janjic, New Simplified Arakawa–Schubert, and Grell–Devenyi, and four MP schemes, namely WSM6, Purdue Lin, Thompson, and Morrison, are selected for the sensitivity study. Seven TCs are simulated using all combinations of the chosen physics schemes. The simulated tracks and intensities are compared against the India Meteorological Department (IMD) observations. The results show that the Kain–Fritsch scheme, in combination with all MP schemes, predicts the tracks best among all the available CP schemes, but the performance of microphysics schemes is indistinguishable. A further study is conducted using the Global Precipitation Measurement (GPM) radar data to identify the best MP scheme by comparing the reflectivities. An existing radar simulator is modified to calculate the simulated reflectivities from the WRF model output corresponding to the MP schemes. The simulated reflectivities are compared against the GPM radar reflectivities, and the results show that the Thompson scheme reproduces the reflectivities closest to observations. The performance of the best set of schemes obtained from this study is compared with a random set of schemes for cyclone Bulbul, and the best set of schemes outperformed the random schemes in every aspect.

本研究的重点是使用天气研究和预报 (WRF) 模型确定用于模拟印度次大陆地区热带气旋 (TC) 的微物理 (MP) 和积云参数化 (CP) 方案的最佳组合。从可用方案中，选择了四个 CP 方案，即 Kain-Fritsch、Betts-Miller-Janjic、New Simplified Arakawa-Schubert 和 Grell-Devenyi，以及四个 MP 方案，即 WSM6、Purdue Lin、Thompson 和 Morrison。敏感性研究。使用所选物理方案的所有组合来模拟七个 TC。模拟的轨迹和强度与印度气象部门 (IMD) 的观测结果进行了比较。结果表明，Kain-Fritsch 方案与所有 MP 方案相结合，在所有可用的 CP 方案中预测的轨迹最好，但是微物理方案的性能是无法区分的。使用全球降水测量 (GPM) 雷达数据进行了进一步研究，通过比较反射率来确定最佳 MP 方案。修改现有的雷达模拟器以根据对应于 MP 方案的 WRF 模型输出计算模拟反射率。将模拟反射率与 GPM 雷达反射率进行比较，结果表明 Thompson 方案再现了最接近观测值的反射率。从本研究中获得的最佳方案集的性能与气旋 Bulbul 的随机方案集进行了比较，最佳方案集在各个方面都优于随机方案。使用全球降水测量 (GPM) 雷达数据进行了进一步研究，通过比较反射率来确定最佳 MP 方案。修改现有的雷达模拟器以根据对应于 MP 方案的 WRF 模型输出计算模拟反射率。将模拟反射率与 GPM 雷达反射率进行比较，结果表明 Thompson 方案再现了最接近观测值的反射率。从本研究中获得的最佳方案集的性能与气旋 Bulbul 的随机方案集进行了比较，最佳方案集在各个方面都优于随机方案。使用全球降水测量 (GPM) 雷达数据进行了进一步研究，通过比较反射率来确定最佳 MP 方案。修改现有的雷达模拟器以根据对应于 MP 方案的 WRF 模型输出计算模拟反射率。将模拟反射率与 GPM 雷达反射率进行比较，结果表明 Thompson 方案再现了最接近观测值的反射率。从本研究中获得的最佳方案集的性能与气旋 Bulbul 的随机方案集进行了比较，最佳方案集在各个方面都优于随机方案。修改现有的雷达模拟器以根据对应于 MP 方案的 WRF 模型输出计算模拟反射率。将模拟反射率与 GPM 雷达反射率进行比较，结果表明 Thompson 方案再现了最接近观测值的反射率。从本研究中获得的最佳方案集的性能与气旋 Bulbul 的随机方案集进行了比较，最佳方案集在各个方面都优于随机方案。修改现有的雷达模拟器以根据对应于 MP 方案的 WRF 模型输出计算模拟反射率。将模拟反射率与 GPM 雷达反射率进行比较，结果表明 Thompson 方案再现了最接近观测值的反射率。从本研究中获得的最佳方案集的性能与气旋 Bulbul 的随机方案集进行了比较，最佳方案集在各个方面都优于随机方案。