Assessment of forecast quality of mesoscale convective systems in Western Urals region using WRF model and MODIS satellite data
Оценка качества прогноза мезомасштабных конвективных систем на Западном Урале с помощью модели WRF и спутниковых данных MODIS

A.N. Shikhov, A.V. Bykov
2016 Current problems in remote sensing of the Earth from space  
Проанализированы результаты моделирования формирования и эволюции мезомасштабных конвективных систем (МКС), сопровождающихся опасными явлениями погоды над территорией Западного Урала, с помощью численной модели атмосферы WRF/ARW. Всего рассмотрено 20 случаев возникновения мезомасштабных конвективных комплексов и линий шквалов за период 2004-2015 гг. Расчеты выполнены на сетке с шагом по пространству 4 км в режиме прямого моделирования конвекции. В качестве начальных условий использованы данные
more » ... спользованы данные реанализа CFS. Проверочным материалом послужили спутниковые данные Terra/Aqua MODIS, а также данные метеорологического радиолокатора и сети метеостанций. Показано, что характерис тики интенсивности МКС (температура и высота верхней границы облаков, максимальное значение радиоэха) воспроизводятся моделью с достаточной достоверностью. Однако качество прогноза пространственного положения МКС в большинстве случаев неудовлетворительное, что может определяться начальными условиями. Интенсивную конвекцию с образованием МКС во внутримассовых ситуациях модель часто вообще не воспроизводит. Тем не менее, в ряде случаев модель успешно воспроизводит формирование и эволюцию МКС с сильными ливнями, шквалами и градом и может применяться для сверхкраткосрочного прогноза конвективных опасных явлений в регионе с точностью по времени ± 1-2 ч. Перспективы повышения достоверности прогноза связаны, в частности, с возможностью ассимиляции дополнительных данных наблюдений с помощью модуля WRFDA-3DVAR, а также более детального учета характера подстилающей поверхности. Ключевые слова: мезомасштабные конвективные системы, модель WRF, данные MODIS, температура и высота верхней границы облаков Одобрена к печати: 02.12.2015 Введение Ежегодно по данным спутниковых наблюдений над территорией Западного Урала фиксируется несколько случаев прохождения мезомасштабных облачных систем глубокой конвекции, сопровождающихся сильными ливнями, градом и шквалистым усилением ветра. Под мезомасштабными конвективными системами (МКС) понимают ансамбль грозовых штормов, производящий непрерывную зону осадков масштаба не менее 100 км (Абдуллаев, 2010). Понятие МКС включает широкий спектр форм и масштабов систем глубокой конвекции от линий шквалов, скоплений локальных штормов, мезомасштабных конвективных комплексов до систем осадков атмосферных фронтов (Ленская, 2006). Наиболее известная классификация систем глубокой конвекции, основанная на их геометрии и горизонтальных размерах, наблюдаемых со спутников и с помощью метеорологических радиолокаторов (МРЛ), приведена в табл. 1. Анализ и прогноз формирования и эволюции МКС, их положения в пространстве, а также интенсивности связанных с ними опасных явлений (ОЯ), представляет большой интерес для практики. Поскольку большинство случаев ОЯ связано с МКС масштаба мезо-α, то особенно актуально изучение именно таких систем -мезомасштабных конвективных комплексов (МКК) и линий шквалов (ЛШ). Для решения этой задачи в настоящее время существует несколько негидростатических моделей атмосферы, способных непосредственно Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса.
doi:10.21046/2070-7401-2016-13-1-137-148 fatcat:qeeyx7hrlncxddtviqmmi3hkde