Исследование пространственно-временной динамики электрических и
микрофизических характеристик конвективных облаков и облачных систем во
время гроз на основе усовершенствованной модели электризации кучево-
дождевых облаков.

Стремительное изменение климата, последние годы характеризующееся увеличением частоты явлений сильной конвекции, делают задачу исследования возможностей совершенствования ее прогноза чрезвычайно важной и актуальной, как для населения так и для ряда отраслей хозяйства - для авиации, сельского хозяйства и других.
Известно, что электрические процессы в атмосфере вносят существенный вклад в формирование и эволюцию конвективных облаков и, как следствие, оказывают влияние на возникновение связанных с ними опасных погодных явлений – гроз, града, шквалов, сильных ливней и др. Поэтому на сегодняшний день одним из перспективных методов прогноза и исследования пространственно-временной динамики электрических и микрофизических характеристик конвективных облаков и облачных систем являются модели электризации.
В данной работе обсуждаются результаты численного моделирования случаев интенсивной конвекции, наблюдавшейся над территорией Московской области 13-14 июля 2016 г. и 30 июня -1 июля 2017 г. Эксперименты были проведены с помощью усовершенствованной модели электризации, явно учитывающей процессы генерации и разделения электрических зарядов в атмосфере. Основными носителями заряда являются частицы льда, снега и ледяной крупы, массовая доля которых рассчитывается в прогнозах мезомасштабной модели атмосферы WRF-ARW. Разработанная ранее автором модель электризации существенно модернизирована. В блоке электрических процессов для расчета безындукционного заряжения гидрометеоров используется схема Riming Rate Scheme, а также включено описание нейтрализации электрических зарядов, что позволяет учесть быстрые изменения электрического поля, обусловленные прохождением молниевых зарядов. В блок микрофизики гидрометеоров добавлена схема описания влияния электрических сил на скорость падения облачных частиц, и, как следствие, на распределении водности облака, что позволяет уточнить скорость пространственного разделения зарядов и формирование электрического поля.
Анализ результатов моделирования включает изучение пространственно-временных закономерностей электрической (плотности объемных зарядов, напряженности и потенциала электрического поля атмосферы) и микрофизической (массовых долей твердых и жидких частиц, водности облака, вертикальной составляющей вектора скорости, скоростей гравитационного оседания частиц) структур конвективных облаков и облачных систем на разных стадиях жизни – от начала заряжения до грозовой стадии, а также их взаимное влияние. Кроме того, исследуется возможность установления пороговых значений для инициирования молниевых разрядов электрических и микрофизических характеристик конвективных облаков и облачных систем. Рассчитанные молниевые разряды валидированы на данных грозопеленгации WWLLN. Оценка прогноза успешности прогноза гроз включает в себя оправдываемость и предупрежденность наличия/ отсутствия гроз, общую оправдываемость и критерий Пирси-Обухова.