Estudio de diferentes parametrizaciones de actividad eléctrica y su evaluación con observaciones del GLM

Abstract

El pronóstico de actividad eléctrica es de vital importancia para muchas actividades y la seguridad de las personas. Dicho pronóstico no es sencillo debido a que es un proceso que ocurre a escalas que no son resueltas por los modelos meteorológicos. Por este motivo, el presente trabajo evalúa el desempeño de cinco parametrizaciones aplicadas al modelo WRF con convección permitida. Para generar y evaluar las parametrizaciones se utilizaron los pronósticos determinísticos y por ensamble del Sistema de Asimilación y Pronóstico del Servicio Meteorológico Nacional (SAP.SMN) y las observaciones del sensor GLM entre noviembre de 2022 y abril de 2023. Se encontró que todas las parametrizaciones logran representar de manera correcta distintas características de las descargas observadas durante el período analizado, siendo la que se basa en el contenido de hielo integrado en la vertical, la que brinda los mejores resultados. Se observó además una sensibilidad a la parametrización de la microfísica empleada en el modelo, no así con la parametrización de la capa límite.

A lightning forecast is vital for many activities and people’s safety. This forecast is challenging since cloud charging processes occur at scales that numerical models do not resolve. For this reason, the present work evaluates the performance of five parameterizations applied to the WRF model at convective allowed resolution. Deterministic and ensemble forecasts from the Data Assimilation and Numerical Weather Forecasting System of the Argentinian National Meteorological Service (SAP.SMN) and GLM observations from November 2022 to April 2023 were used to generate and evaluate the parameterizations. All parameterizations were found to correctly represent different characteristics of the observed lightning during the analyzed period like their distribution and daily cycle, while the one based on the vertically-integrated ice content provides the best results. The sensitivity of the parameterization to the microphysics and boundary layer schemes is also investigated. The microphysics scheme produces a relatively large impact on the estimation of the lightning densities. The boundary layer scheme produces only a marginal impact.