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Understanding the impact of ice nucleation on lightning and rainfall: A case study
Atmospheric Research ( IF 4.5 ) Pub Date : 2022-07-20 , DOI: 10.1016/j.atmosres.2022.106350
Anupam Hazra , Chandrima Mallick , Greeshma M. Mohan , K. Gayatri Vani , V. Anil Kumar , Rituparna Chowdhury , Hemantkumar S. Chaudhari , Subrata K. Das , Mahen Konwar , Samir Pokhrel , Sachin Deshpande , Sachin D. Ghude , G. Pandithurai , S.D. Pawar

A suitable parameterization of heterogeneous ice nucleation (HIN) is essential for the effective simulation of ice processes in climate models and comprehending their interactions with aerosols. In this study, the influence of HIN formulations in Morrison two-moment bulk cloud microphysical scheme of the Weather Research and Forecasting (WRF-ARW) model in simulating the thunderstorm event over Maharashtra, India, has been evaluated. The HIN parameterization used to simulate the thunderstorm event is based on Fletcher (1962), Cooper (1986), and Mayers et al. (1992), along with the inclusion of measurements of ice nucleation from SPectrometer for Ice Nuclei at High Altitude Cloud Physics Laboratory, Indian Institute of Tropical Meteorology (IITM-SPIN). The results signify that different ice nucleation formulations are highly sensitive in simulating rainfall and lightning by the formation of cloud hydrometeors (e.g., cloud ice, snow, graupel, and rain). The HIN of IITM-SPIN and Fletcher (1962) simulate the better lightning flashes and rainfall compared to Cooper (1986) and Mayers et al. (1992). The results from a two-dimensional idealized simulation also corroborate the role of the HIN on cloud microphysical processes. Clouds and precipitation processes are influenced by the ice nucleation process, which modifies latent heat release and eventually modulates the dynamics. Therefore, the present work can provide a pathways in the selection of a better ice nucleation formulation for better portrayal of cloud dynamics.



中文翻译:

了解冰核对闪电和降雨的影响:案例研究

异质冰核(HIN)的合适参数化对于有效模拟气候模型中的冰过程并理解它们与气溶胶的相互作用至关重要。在这项研究中,评估了天气研究和预报 (WRF-ARW) 模型的 Morrison 两矩整体云微物理方案中 HIN 公式在模拟印度马哈拉施特拉邦雷暴事件中的影响。用于模拟雷暴事件的 HIN 参数化基于 Fletcher (1962)、Cooper (1986) 和 Mayers 等人。(1992 年),以及印度热带气象研究所 (IITM-SPIN) 高海拔云物理实验室的冰核光谱仪测量冰核。结果表明,不同的冰成核公式对通过云水凝物(如云冰、雪、霰和雨)的形成模拟降雨和闪电具有高度敏感性。与 Cooper (1986) 和 Mayers 等人相比,IITM-SPIN 和 Fletcher (1962) 的 HIN 模拟了更好的闪电和降雨。(1992)。二维理想化模拟的结果也证实了 HIN 在云微物理过程中的作用。云和降水过程受到冰成核过程的影响,它改变潜热释放并最终调节动力学。因此,目前的工作可以为选择更好的冰成核公式以更好地描绘云动力学提供途径。雪、霰和雨)。与 Cooper (1986) 和 Mayers 等人相比,IITM-SPIN 和 Fletcher (1962) 的 HIN 模拟了更好的闪电和降雨。(1992)。二维理想化模拟的结果也证实了 HIN 在云微物理过程中的作用。云和降水过程受到冰成核过程的影响,它改变潜热释放并最终调节动力学。因此,目前的工作可以为选择更好的冰成核公式以更好地描绘云动力学提供途径。雪、霰和雨)。与 Cooper (1986) 和 Mayers 等人相比,IITM-SPIN 和 Fletcher (1962) 的 HIN 模拟了更好的闪电和降雨。(1992)。二维理想化模拟的结果也证实了 HIN 在云微物理过程中的作用。云和降水过程受到冰成核过程的影响,它改变潜热释放并最终调节动力学。因此,目前的工作可以为选择更好的冰成核公式以更好地描绘云动力学提供途径。二维理想化模拟的结果也证实了 HIN 在云微物理过程中的作用。云和降水过程受到冰成核过程的影响,它改变潜热释放并最终调节动力学。因此,目前的工作可以为选择更好的冰成核公式以更好地描绘云动力学提供途径。二维理想化模拟的结果也证实了 HIN 在云微物理过程中的作用。云和降水过程受到冰成核过程的影响,它改变潜热释放并最终调节动力学。因此,目前的工作可以为选择更好的冰成核公式以更好地描绘云动力学提供途径。

更新日期:2022-07-21
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