【教程】WRF模式预报冰雹

背景介绍

作为我国主要的气象灾害之一，冰雹灾害虽不像干旱、暴雨等影响范围大，但致灾力极强。在农村，冰雹往往给农业造成重创，棉花、烟草、果树等经济作物和水稻等粮食作物，都可能因冰雹灾害而绝收；而在城市，突降的冰雹常会砸坏户外停放的汽车，如果冰雹个头很大，还会造成人员伤亡。

冰雹这种强对流天气预测方法主要有两种，一是短期预报，二是临近预报。

短期预报主要通过数值预报模式，计算出未来天气形势。这种方法虽然能做出近几天的预报，但是很难做到准确的什么时候、什么地点有闪电或下冰雹。

而临近预报则是依靠多普勒雷达，利用发射的雷达回波来对空气中云雾、雨、雪等可降水粒子分布进行判断，然而受雷达探测原理和现有雷达数量的限制，尽管这种方法相对准确，却往往不能及时捕捉到强对流天气发生前的征兆，甚至在冰雹发生以后才能有所察觉。

WRF模式中的冰雹预报

WRF作为应用广泛的中尺度天气预报模式，也能够应用于冰雹的预报中。

冰雹作为次网格过程，在模式中通过物理参数化方案进行表达，主要与云微物理过程有关（WSM7、WDM7等）有关，可以输出冰雹的等效降雨量(HAILNC)，在namelist中physics部分，设置 hail_opt=1。

而想要预报冰雹的尺寸，则需要通过HAILCAST模型。该模型基于物理的一维模型，在对流解析（convection-permitting）的模型使用（WRF中需要关闭积云对流模型），也就是模式分辨率一般3km以下。

给定 WRF某个时刻单柱的垂直上升气流、温度、液体和冰水含量等变量，使用该模型预测最大冰雹直径。HAICAST模型已植入WRF模式中，关于的详细信息，可参考：http://hailcast.aer.com。

冰雹个例模拟

2021年6月25日晚，北京出现了一次冰雹过程，以此次冰雹过程模拟为例。

模拟配置：

分辨率9-3km

模拟日期：2021-06-24_12UTC to 2021-06-26_12UTC

驱动资料：ERA5再分析，小时分辨率

模式模拟区域配置，9km-3km

冰雹最大直径

模拟的最大反射率，dbz>55时，有较大概率产生冰雹

转自：Ai尚研修科研技术动态 2022-05-17 17:07

文章来源：气海同途

如有侵权，请联系本站删除！