Оценка вклада механизма Халлетта – Моссопа в процессы электризации гидрометеоров в кучево-дождевых облаках

В работе обсуждаются примеры моделирования случаев интенсивной конвекции над территорией Европейской части России в летние сезоны 2019-2021 гг. Особое внимание уделено анализу пространственно-временной динамики смоделированных полей электрических и микрофизических характеристик конвективных облаков и облачных систем с помощью модели электризации, основанной на результатах прогноза численной мезомасштабной модели WRF-ARW.
Приводится сравнение результатов моделирования, полученных с помощью разных версий модели электризации: учитывающая только безындукционный механизм заряжения, безындукционный и индукционный, а также версия с добавлением электризации при обзернении Халлетта-Моссопа [2, 5]. Кроме этого, обсуждаются оценки качества прогноза гроз с применением разных версий модели электризации. В качестве натурных данных наблюдений за грозами использованы данные синоптики, а также сетей Worldwide Lightning Location Network (WWLLN), Total Lightning Network (TLN), Главной геофизической обсерватории им. А.И.Воейкова (ГГО) и Высокогорного геофизического института (ВГИ) [1, 3-4]. В работе представлены оценки успешности прогноза гроз по модели электризации.
В докладе показано, что в целом добавление схемы заряжения процесса Халлета-Моссопа при обзернении в облаке позволяет несколько улучшить прогноз гроз, так как учет механизма в модели электризации ведет к увеличению неиндуктивного заряда между частицами, что, в свою очередь, связано с ростом концентрации частиц льда- носителей заряда. Это, соответственно, позволяет увеличить оправдываемость гроз (в сравнении с версиями модели, когда учитывается безындукционная схема или при добавлении к ней индукционной без учета процессов Халлетта-Моссопа). Профили объемных зарядов, рассчитанных с учетом процессов обзернения, имеют трипольную структуру. Обсуждаются профили напряженности и потенциала электрического поля атмосферы во время гроз.

Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 24-77-00005, https://rscf.ru/project/24-77-00005/.