Моделирование электрических параметров гроз с учётом турбулентных эффектов

Проведено исследование воздействия турбулентности на электризацию грозовых облаков. Выполнены аналитические оценки обусловленных турбулентными эффектами возмущений электрических параметров (в частности, тока зарядки) при различных характеристиках турбулентности и гидрометеоров. Полученные результаты использованы для совершенствования параметризации электрических процессов. Детальное сравнение результатов численного моделирования грозовых событий без учёта и с учётом турбулентных эффектов позволило выявить ряд характерных особенностей в изменении распределений электрических параметров грозового облака. Обнаружены и проанализированы различные сценарии вариации электрических параметров при учёте высокого уровня турбулентности в грозовых облаках: интенсификация электрических процессов в целом без существенного изменения структуры электрически активных зон; рост электрического потенциала вблизи максимальных значений с одновременным уменьшением потенциалов на периферии; рост электрического потенциала со слиянием близлежащих зон максимальных значений потенциала.

На английском языке

Modeling of Electric Parameters of Thunderstorms Including Turbulent Effects

Dementyeva S.O.

Mareev E.A.

We study the effects of turbulence on the electrification of thunderclouds. Analytical estimates of the disturbances of electric parameters (in particular, charging current) stipulated by turbulent effects are performed for different parameters of turbulence and hydrometeors. The obtained results are used to improve the parameterization of electric processes. A detailed comparison of the results of numerical simulation of thunderstorm events with and without taking into account turbulent effects revealed some characteristic features in the change of the electric parameter distributions in a thundercloud. Various scenarios of the electric parameter variations due to taking into account a high level of turbulence in thunderclouds are found and analyzed. They are (1) general intensification of the electric processes without any significant change in the structure of the electrically active areas; (2) an increase in the electric potential near the maximum values with a simultaneous decrease in potentials at the periphery; (3) an increase in the electric potential with the fusion of nearby areas of the maximum values of the potential.