Descargas eléctricas en el modelo del ECMWF/CEPPM

 

 

Los científicos del CEPMM desarrollaron un nuevo método experimental para predecir las densidades de descargas previstas por el modelo.

 

 

 

 

 


Las aplicaciones posibles incluyen las previsiones de relámpagos en alta resolución (HRES) y por conjunto (ENS) en el sistema de predicción IFS. La versión actual diagnostica las descargas totales, sin distinción entre las descargas nube-tierra y
descargas intra-nubes.

El nuevo método fue calibrado y validado usando una climatología de rayos satelitales. En la figura se muestra un ejemplo del nivel de acierto entre un pronóstico total de relámpagos de 9 km y las observaciones terrestres del sistema de detección  ATDnet.

El trabajo continúa en desarrollo de un método adicional que se centra la componente de descargas nube-tierra,  rayos. En última instancia, las observaciones
serán asimiladas a partir de redes de sensores terrestres y de la próxima generación de satélites geoestacionarios. Se espera que esta asimilación traiga beneficios en regiones convectivas en los trópicos durante todo el año y en las extratropicales en verano.

Pronóstico de rayos. Predicción de 18 horas de las densidades totales de descargas para el 28 de agosto de 2016 (arriba) y observaciones terrestres del sistema observacional  ATDnet sobre Europa (abajo). Las densidades de descargas se expresan en destellos por kilómetro cuadrado por año. Los sensores ATDnet sólo detectan alrededor del 80% de las descargas de nube a tierra y una fracción mucho menor de descargas intra-nube.

La predicción de descargas no se hace de forma explicita en el modelo sino por una  nueva parametrización capaz de diagnosticar las densidades de descargas para el Sistema de Pronóstico Integrado del ECMWF, IFS.

Las densidades de rayos se expresan como una función del contenido de hidrometeoros, la energía potencial disponible convectiva, CAPE, y la altura de la base de la nube producida por el esquema de convección.

Las aplicaciones potenciales  futuras  son muy amplias y van desde el cálculo de las emisiones de NOx por rayos en la química modelada, previsión de convección severa y asimilación de datos.

En el modo de pronóstico, las densidades de descargas previstas son casi independientes de la resolución horizontal utilizada en el modelo. Los experimentos a lo largo de una década también muestran que la nueva parametrización da mejores resultados en general que el diseño actual de parametrizaciones de rayos para los modelos globales.

También se realizan experimentos de sensibilidad utilizando una versión adjunta para evaluar la futura asimilación de las observaciones de rayos en el sistema 4D-Var del  ECMWF.

 

Referencia

– A lightning parameterization for the ECMWF model. Philippe Lopez. Research Department ECMWF.

https://www.ecmwf.int/sites/default/files/elibrary/2015/15313-lightning-parameterization-ecmwf-model.pdf

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