Resultats del model meteorològic WRF-ARW sobre Catalunya, utilitzant diferents parametritzacions de la convecció i la microfísica de núvols

pp. 77-89

DOI

10.3369/tethys.2010.7.07

Article complet

Autor

El model meteorològic WRF-ARW (Weather Research and Forecasting - Advanced Research WRF) és un model de nova generació que compta amb una creixent comunitat d’usuaris arreu del món. En el marc d’un projecte per a estudiar la viabilitat d’implementar-lo operativament al Servei Meteorològic de Catalunya, s’ha realitzat una verificació dels pronòstics produïts pel model en diversos casos de precipitació observada sobre Catalunya. Precisament, donada la importància dels pronòstics de la precipitació en aquesta zona, un dels principals objectius ha estat l’estudi de la sensibilitat del model a diferents configuracions de les seves parametritzacions de la convecció i la microfísica de núvols. En el present treball, es mostren els resultats d’aquesta verificació sobre dos dominis, un de 36 km de pas de malla i un altre, niat unidireccionalment a l’anterior, de 12 km. En el domini extern, l’avaluació s’ha basat en l’anàlisi dels principals paràmetres estadístics (ME i RMSE) per a la temperatura, humitat relativa, geopotencial i vent, i s’ha determinat que la combinació que utilitza l’esquema convectiu de Kain-Fritsch amb l’esquema microfísic WSM5 ha proporcionat els millors resultats. A continuació, amb aquesta configuració fixada per al domini extern, s’han realitzat pronòstics al domini niat combinant també diferents esquemes de convecció i microfísica de núvols, i s’ha arribat a la conclusió que la configuració amb més encert és la que combina la parametrització convectiva de Kain-Fritsch amb l’esquema de microfísica de Thompson.

- Barker, D. M., Huang, W., Guo, Y. R., i Xiao, Q. N., 2004: A Three-Dimensional (3DVAR) Data Assimilation System For Use With MM5: Implementation and Initial Results, Mon Wea Rev, 132, 897–914, doi: 10.1175/1520–0493(2004)132<0897:ATVDAS>2.0.CO;2.

- Borge, R., Alexandrov, V., del Vas, J. J., Lumbreras, J., i Rodríguez, E., 2008: A comprehensive sensitivity analysis of the WRF model for air quality applications over the Iberian Peninsula, Atmos Environ, 42, 8560–8574, doi: 10.1016/j.atmosenv.2008.08.032.

- Davis, C. A., Brown, B., i Bullock, R., 2006: Object-based verification of precipitation forecasts. Part II: Application to convective rain systems, Mon Wea Rev, 134, 1785–1795, doi: 10.1175/MWR3146.1.

- Ebert, E. E., 2008: Fuzzy verification of high-resolution gridded forecasts: a review and proposed framework, Meteorol Appl, 15, 51–64, doi: 10.1002/met.25.

- Gallus, W. A. i Bresch, J. F., 2006: Comparison of Impacts of WRF Dynamic Core, Physics Package, and Initial Conditions on Warm Season Rainfall Forecasts, Mon Wea Rev, 134, 2632–2641, doi: 10.1175/MWR3198.1.

- Hong, S.-Y. i Pan, H. L., 1996: Nonlocal boundary layer vertical diffusion in a medium-range forecast model, Mon Wea Rev, 124, 2322–2339, doi: 10.1175/1520–0493(1996)124<2322:NBLVDI>2.0.CO;2.

- Hong, S.-Y., Dudhia, J., i Chen, S.-H., 2004: A Revised Approach to Ice Microphysical Processes for the Bulk Parameterization of Clouds and Precipitation, MonWea Rev, 132, 103–120, doi:10.1175/1520–0493(2004)132<0103:ARATIM>2.0.CO;2.

- Hong, S.-Y., Noh, Y., i Dudhia, J., 2006: A new vertical diffusion package with an explcit treatment of entrainment processes, Mon Wea Rev, 134, 2318–2341, doi:10.1175/MWR3199.1.

- Jankov, I., Gallus, W. A., Segal, M., i Koch, S. E., 2007: Influence of Initial Conditions on the WRF-ARW Model QPF Response to Physical Parameterization Changes, Wea Forecasting, 22, 501–519, doi: 10.1175/WAF998.1.

- Jorba, O., Jiménez-Guerrero, P., i Baldasano, J. M., 2008: Annual evaluation of WRF-ARW and WRF-NMM meteorological simulations over Europe, Papers del 9th WRF Users’ Workshop, Boulder, CO, USA, 23-27/VI/2008, http://www.mmm.ucar.edu/wrf/users/workshops/WS2008/abstracts/8-03.pdf.

- Kain, J., Weiss, S., Baldwin, M., Carbin, G., Bright, D., Levit, J., i Hart, J., 2005: Evaluating high-resolution configurations of the WRF model that are used to forecast severe convective weather: The 2005 SPC/NSSL spring experiment, Preprints, 21st Conf. on Weather Analysis and Forecasting, Washington, D.C., Amer. Meteor. Soc., 2A.5, http://ams.confex.com/ams/pdfpapers/94843.pdf.

- Kain, J. S., Weiss, S. J., Levit, J. J., Baldwin, M. E., i Bright, D. R., 2006: Examination of convection-allowing configurations of the WRF model for the prediction of severe convective weather: The SPC/NSSL Spring Program 2004, Wea Forecasting, 21, 167–181, doi: 10.1175/WAF906.1.

- Klemp, J. B., 2006: Advances in the WRF model for convectionresolving forecasting, Advances in Geosciences, 7, 25–29.

- Koo, M. S. i Hong, S. Y., 2008: Diurnal cycle of the simulated precipitation in WRF: physics sensitivity, Papers del 9th WRF Users’ Workshop, Boulder, CO, USA, 23-27/VI/2008, http://www.mmm.ucar.edu/wrf/users/workshops/WS2008/abstracts/P9-13.pdf.

- Llasat, M. C., 2001: An objective classification of rainfall events on the basis of their convective features: application to rainfall intensity in the northeast of Spain, Int J Climatol, 21, 1385–1400, doi: 10.1002/joc.692.

- Llasat, M. C. i Puigcerver, M., 1997: Total rainfall and convective rainfall in Catalonia, Spain, Int J Climatol, 17, 1683–1695, doi:10.1002/(SICI)1097–0088(199 712)17:15<1683::AID–JOC220>3.0.CO;2–Q.

- Mateo, J., Ballart, D., Brucet, C., Aran, M., i Bech, J., 2009: A study of a heavy rainfall event and a tornado outbreak during the passage of a squall line over Catalonia, Atmos Res, 93, 131–146, doi:10.1016/j.atmosres.2008.09.030.

- Mercader, J., Codina, B., Sairouni, A., i Cunillera, J., 2007: Sensitivity of precipitation forecasts to cumulus parameterizations in Catalonia (NE Spain), Papers del 8th WRF Users’ Workshop, Boulder, CO, USA, 11-15/VI/2007, http://www.mmm.ucar.edu/wrf/users/workshops/WS2007/abstracts/p1-26 Mercader.pdf.

- Otkin, J., Huang, H. L., i Seifert, A., 2006: A comparison of microphysical schemes in the WRF model during a severe weather event, Papers del 7th WRF Users’ Workshop, Boulder, CO, USA, 19-22/VI/2006, http://www.mmm.ucar.edu/wrf/users/workshops/WS2006/abstracts/PSession05/P5_7_Otkin.pdf.

- Roberts, N. M. i Lean, H. W., 2008: Scale-Selective Verification of Rainfall Accumulations from High-Resolution Forecasts of Convective Events, Mon Wea Rev, 136, 78–97, doi: 10.1175/2007MWR2123.1.

- Sairouni, A., Moré, J., Toda, J., Miró, J. R., Aran, M., i Cunillera, J., 2007: Verificació dels models de mesoescala operatius al Servei Meteorològic de Catalunya, Notes d’estudi del Servei Meteorològic de Catalunya, n. 71, 78 pp. (ISBN 978-84-393-7590-6).

- Skamarock, W. C., Klemp, J. B., Dudhia, J., Gill, D. O., Barker, D. M., Wang, W., i Powers, J. G., 2005: A description of the Advanced Research WRF Version 2, NCAR Tech Notes-468+STR, (rev. 2007).

- Thompson, G., Rasmussen, R. M., i Manning, K., 2004: Explicit forecasts of winter precipitation using an improved bulk microphysics scheme. Part I: Description and sensitivity analysis, Mon Wea Rev, 132, 519–542, doi: 10.1175/1520–0493(2004)132<0519:EFOWPU>2.0.CO;2.

- Wang, W., Barker, D., Bray, J., Bruyère, C., Duda, M., Dudhia, J., Gill, D., i Michalakes, J., 2007: User’s Guide for Advanced Research WRF (ARW) Modeling System Version 2.2, Mesoscale and Microscale Meteorology Division - National Center for Atmospheric Research (MMM-NCAR).

- Weisman, M. L., Davis, C.,Wang,W., Manning, K.W., i Klemp, J. B., 2008: Experiences with 0-36-h Explicit Convective Forecasts with the WRF-ARW Model, Wea Forecasting, 23, 407–437, doi: 10.1175/2007WAF2007 005.1.

- Wilks, D. S., 1995: Statistical Methods in the Atmospheric Sciences: An Introduction, Academic Press, 467 pp.

- Wisse, J. S. P. i Vilà-Guerau de Arellano, J., 2004: Analysis of the role of the planetary boundary layer schemes during a severe convective storm, Ann Geophys, 22, 1861–1874, doi:10.5194/angeo–22–1861–2004.