Evaluation of turbulent triplet covariances for bora flows

Bura je jak, relativno hladan i mahovit vjetar koji najčešće puše iz sjeveroistočnog kvadranta na istočnoj obali Jadranskog mora. U ovom radu analizirane su, po prvi puta, triplet kovarijance turbulencije bure. Korišteni podaci su s mjernog tornja na Pometenom brdu u zaleđu Splita. Od travnja 2010. do lipnja 2011. godine mjerene su tri komponente brzine vjetra te sonična temperatura. Mjerenja su vršena na tri visine, 10, 22 i 40 m, frekvencijom uzorkovanja od 5 Hz. Tijekom promatranog razdoblja izdvojeno je 60 epizoda bure. Glavni cilj ovog rada je analiza članova prognostičke jednadžbe za varijance turbulencije. Pritom je određena viskozna disipacija na dva načina: (i) standardnom inercijskom metodom (ɛIDM), i po prvi put (ii) izravnom metodom iz prognostičkih jednadžbi za varijance tubulencije (ɛEQ). Izravna metoda pokazala se uspješnom u smislu da može reproducirati oblik krivulje viskozne disipacije, ali su vrijednosti dobijene izravnom metodom za nekoliko redova veličine manje. Nadalje, dobijena je linearna veza između ɛIDMi i ɛEQ. Uz pomoć rezultata dobijenih izravnom metodom procijenjena je viskozna disipacija u longitudinalnom, transverzalnom i vertikalnom smjeru strujanja. Pokazalo se da viskozna disipacija najveći utjecaj ima upravo u longitudinalnom smjeru puhanja bure. Glavni fokus ovog rada je na članu turbulentnog transporta koji sadrži triplet kovarijancu. Utvrđeno je da je turbulentni transport značajan po intenzitetu za buru. On može poprimiti i pozitivne i negativne vrijednosti. Na višim nivoima on je najčešće negativan, dok je na nižim pozitivan. Odnosno, turbulentni transport na višim nivoima najčešće odvodi turbulentnu varijancu te je dovodi na niže nivoe. To je ujedno i jedan od glavnih zaključaka ovog rada i doprinosi spoznaji zašto je bura tako poseban, svjetski poznat vjetar.Bora is a strong, relatively cold, gusty wind that usually blows from the northeastern quadrant on the east coast of the Adriatic Sea. In this study turbulence triplet covariances were analyzed, for the first time, for bora flows. The measurements used were obtained from the measuring tower on Pometeno brdo, in the hinterland of Split, Croatia. From April 2010 until June 2011 three components of wind speed and sonic temperature were measured. The measurements were performed on three heights, 10, 22 and 40 m above the ground with the sampling frequency of 5 Hz. During the observed period, total of 60 bora episodes were isolated. The main objective of this study is to analyze terms in prognostic equations for turbulence variances. In that respect the viscous dissipation term was calculated using two methods: (i) inertial dissipation method (ɛIDM), and for the first time (ii) direct by the prognostic equations for variances of turbulence (ɛEQ). It has been determined that direct method can successfully reproduce the shape of the curve, but the values were for several orders of magnitudes smaller. Further, linear relationship between ɛIDM and ɛEQ was obtained. Using the results for viscous dissipation in longitudinal, transversal and vertical direction was determined. It has been shown that viscous dissipation has the greatest impact in bora’s longitudinal direction. The main focus is on the turbulent transport term, in other words, the triplet covariance term. It has been found that turbulent transport is significant for intensity for bora flows. Furthermore, turbulent transport can be both positive and negative. It is mostly negative at the upper levels and positive at the lower levels. Therefore, turbulent transport, in most cases, takes away turbulent variance from the upper levels and brings it down to the lower ones. This is one of the main findings of this study; it adds to the understanding of peculiarities of bora wind

Evaluation of turbulent triplet covariances for bora flows

Bura je jak, relativno hladan i mahovit vjetar koji najčešće puše iz sjeveroistočnog kvadranta na istočnoj obali Jadranskog mora. U ovom radu analizirane su, po prvi puta, triplet kovarijance turbulencije bure. Korišteni podaci su s mjernog tornja na Pometenom brdu u zaleđu Splita. Od travnja 2010. do lipnja 2011. godine mjerene su tri komponente brzine vjetra te sonična temperatura. Mjerenja su vršena na tri visine, 10, 22 i 40 m, frekvencijom uzorkovanja od 5 Hz. Tijekom promatranog razdoblja izdvojeno je 60 epizoda bure. Glavni cilj ovog rada je analiza članova prognostičke jednadžbe za varijance turbulencije. Pritom je određena viskozna disipacija na dva načina: (i) standardnom inercijskom metodom (ɛIDM), i po prvi put (ii) izravnom metodom iz prognostičkih jednadžbi za varijance tubulencije (ɛEQ). Izravna metoda pokazala se uspješnom u smislu da može reproducirati oblik krivulje viskozne disipacije, ali su vrijednosti dobijene izravnom metodom za nekoliko redova veličine manje. Nadalje, dobijena je linearna veza između ɛIDMi i ɛEQ. Uz pomoć rezultata dobijenih izravnom metodom procijenjena je viskozna disipacija u longitudinalnom, transverzalnom i vertikalnom smjeru strujanja. Pokazalo se da viskozna disipacija najveći utjecaj ima upravo u longitudinalnom smjeru puhanja bure. Glavni fokus ovog rada je na članu turbulentnog transporta koji sadrži triplet kovarijancu. Utvrđeno je da je turbulentni transport značajan po intenzitetu za buru. On može poprimiti i pozitivne i negativne vrijednosti. Na višim nivoima on je najčešće negativan, dok je na nižim pozitivan. Odnosno, turbulentni transport na višim nivoima najčešće odvodi turbulentnu varijancu te je dovodi na niže nivoe. To je ujedno i jedan od glavnih zaključaka ovog rada i doprinosi spoznaji zašto je bura tako poseban, svjetski poznat vjetar.Bora is a strong, relatively cold, gusty wind that usually blows from the northeastern quadrant on the east coast of the Adriatic Sea. In this study turbulence triplet covariances were analyzed, for the first time, for bora flows. The measurements used were obtained from the measuring tower on Pometeno brdo, in the hinterland of Split, Croatia. From April 2010 until June 2011 three components of wind speed and sonic temperature were measured. The measurements were performed on three heights, 10, 22 and 40 m above the ground with the sampling frequency of 5 Hz. During the observed period, total of 60 bora episodes were isolated. The main objective of this study is to analyze terms in prognostic equations for turbulence variances. In that respect the viscous dissipation term was calculated using two methods: (i) inertial dissipation method (ɛIDM), and for the first time (ii) direct by the prognostic equations for variances of turbulence (ɛEQ). It has been determined that direct method can successfully reproduce the shape of the curve, but the values were for several orders of magnitudes smaller. Further, linear relationship between ɛIDM and ɛEQ was obtained. Using the results for viscous dissipation in longitudinal, transversal and vertical direction was determined. It has been shown that viscous dissipation has the greatest impact in bora’s longitudinal direction. The main focus is on the turbulent transport term, in other words, the triplet covariance term. It has been found that turbulent transport is significant for intensity for bora flows. Furthermore, turbulent transport can be both positive and negative. It is mostly negative at the upper levels and positive at the lower levels. Therefore, turbulent transport, in most cases, takes away turbulent variance from the upper levels and brings it down to the lower ones. This is one of the main findings of this study; it adds to the understanding of peculiarities of bora wind

The Golden Meteorite Fall: Fireball Trajectory, Orbit and Meteorite Characterization

The Golden (British Columbia, Canada) meteorite fall occurred on Oct 4, 2021 at 0534 UT with the first recovered fragment (1.3 kg) landing on an occupied bed. The meteorite is an unbrecciated, low-shock (S2) ordinary chondrite of intermediate composition, typed as an L/LL5. From noble gas measurements the cosmic ray exposure age is 25 Ma while gas retention ages are all >2 Ga. Short-lived radionuclides and noble gas measurements of the pre-atmospheric size overlap with estimates from infrasound and lightcurve modelling producing a preferred pre-atmospheric mass of 70-200 kg. The orbit of Golden has a high inclination (23.5 degs) and is consistent with delivery from the inner main belt. The highest probability (60%) of an origin is from the Hungaria group. We propose that Golden may originate among the background S-type asteroids found interspersed in the Hungaria region. The current collection of 18 L and LL chondrite orbits shows a strong preference for origins in the inner main belt, suggesting multiple parent bodies may be required to explain the diversity in CRE ages and shock states.Comment: 92 Pages, 20 Tables, 21 Figures, plus 3 appendices, accepted in Meteoritics and Planetary Science Oct 26 202

Evaluation of turbulent triplet covariances for bora flows

Bura je jak, relativno hladan i mahovit vjetar koji najčešće puše iz sjeveroistočnog kvadranta na istočnoj obali Jadranskog mora. U ovom radu analizirane su, po prvi puta, triplet kovarijance turbulencije bure. Korišteni podaci su s mjernog tornja na Pometenom brdu u zaleđu Splita. Od travnja 2010. do lipnja 2011. godine mjerene su tri komponente brzine vjetra te sonična temperatura. Mjerenja su vršena na tri visine, 10, 22 i 40 m, frekvencijom uzorkovanja od 5 Hz. Tijekom promatranog razdoblja izdvojeno je 60 epizoda bure. Glavni cilj ovog rada je analiza članova prognostičke jednadžbe za varijance turbulencije. Pritom je određena viskozna disipacija na dva načina: (i) standardnom inercijskom metodom (ɛIDM), i po prvi put (ii) izravnom metodom iz prognostičkih jednadžbi za varijance tubulencije (ɛEQ). Izravna metoda pokazala se uspješnom u smislu da može reproducirati oblik krivulje viskozne disipacije, ali su vrijednosti dobijene izravnom metodom za nekoliko redova veličine manje. Nadalje, dobijena je linearna veza između ɛIDMi i ɛEQ. Uz pomoć rezultata dobijenih izravnom metodom procijenjena je viskozna disipacija u longitudinalnom, transverzalnom i vertikalnom smjeru strujanja. Pokazalo se da viskozna disipacija najveći utjecaj ima upravo u longitudinalnom smjeru puhanja bure. Glavni fokus ovog rada je na članu turbulentnog transporta koji sadrži triplet kovarijancu. Utvrđeno je da je turbulentni transport značajan po intenzitetu za buru. On može poprimiti i pozitivne i negativne vrijednosti. Na višim nivoima on je najčešće negativan, dok je na nižim pozitivan. Odnosno, turbulentni transport na višim nivoima najčešće odvodi turbulentnu varijancu te je dovodi na niže nivoe. To je ujedno i jedan od glavnih zaključaka ovog rada i doprinosi spoznaji zašto je bura tako poseban, svjetski poznat vjetar.Bora is a strong, relatively cold, gusty wind that usually blows from the northeastern quadrant on the east coast of the Adriatic Sea. In this study turbulence triplet covariances were analyzed, for the first time, for bora flows. The measurements used were obtained from the measuring tower on Pometeno brdo, in the hinterland of Split, Croatia. From April 2010 until June 2011 three components of wind speed and sonic temperature were measured. The measurements were performed on three heights, 10, 22 and 40 m above the ground with the sampling frequency of 5 Hz. During the observed period, total of 60 bora episodes were isolated. The main objective of this study is to analyze terms in prognostic equations for turbulence variances. In that respect the viscous dissipation term was calculated using two methods: (i) inertial dissipation method (ɛIDM), and for the first time (ii) direct by the prognostic equations for variances of turbulence (ɛEQ). It has been determined that direct method can successfully reproduce the shape of the curve, but the values were for several orders of magnitudes smaller. Further, linear relationship between ɛIDM and ɛEQ was obtained. Using the results for viscous dissipation in longitudinal, transversal and vertical direction was determined. It has been shown that viscous dissipation has the greatest impact in bora’s longitudinal direction. The main focus is on the turbulent transport term, in other words, the triplet covariance term. It has been found that turbulent transport is significant for intensity for bora flows. Furthermore, turbulent transport can be both positive and negative. It is mostly negative at the upper levels and positive at the lower levels. Therefore, turbulent transport, in most cases, takes away turbulent variance from the upper levels and brings it down to the lower ones. This is one of the main findings of this study; it adds to the understanding of peculiarities of bora wind

Numerical simulation of hailstorms and lightning potential index over Croatia

Tuča i munje, jedan su od produkata olujnog vremena koji su povezani sa značajnim ekonomskim gubitcima u prometu, energetici, poljoprivredi, građevini i još nekim drugim granama gospodarstva. Iako relativno česte pojave na našem području, još uvijek predstavljaju izuzetno izazovan fenomen za simulaciju meteorološkim modelima i prognozu. Ovo proizlazi iz činjenice da procesi odgovorni za formaciju tuče i munja unutar olujnog oblaka još uvijek nisu u potpunosti poznati. Kako je tuča izuzetno lokalna pojava, jedan od najvećih izazova prilikom analize karakteristika tuče jest nedostatak izravnih mjerenja tuče na tlu. Tijekom godina razvijeni su dijagnostički alati za simulaciju opažene tuče i munja – HAILCAST i indeks potencijalnog razvoja munja (engl. Lightning potential index, LPI). U ovom radu korištene su HAILCAST i LPI dijagnostike združene s modelom WRF (engl. Weather and Research Forecast) fine razlučivosti. Svrha je istraživanje sposobnosti modela WRF da reproducira atmosferske uvjete prisutne prilikom pojave tuče i munja u Hrvatskoj, ali i široj Alpsko-jadranskoj regiji te sposobnosti dijagnostičkih alata da reproduciraju opažene karakteristike tuče i munja. Provedena je detaljna analiza osjetljivosti rezultata modela WRF na odabir shema parametrizacije mikrofizike i atmosferskog graničnog sloja. Ispitana je robusnost rezultata modela WRF usporedbom s rezultatima mezoskalnog modela COSMO (engl. Consortium for Small Scale Modelling) (korištenog u nekoliko zemalja srednje Europe) prilikom simulacije slučaja tuče iznad Alpsko-jadranske domene. Konačno, koristeći model WRF ispitani su uvjeti prilikom nastanka (rano)jutarnje tuče na području Istre. Rezultati pokazuju da današnji mezoskalni modeli mogu vjerodostojno reproducirati atmosferske uvjete prisutne prilikom pojave tuče u Hrvatskoj, ali i u široj Alpsko-jadranskoj regiji. Štoviše, dijagnostički alati za simulaciju tuče i munja pokazuju obećavajuće rezultate u simulaciji opaženih karakteristika tuče i munja iznad Hrvatske, ali i šire Alpsko-jadranske regije. Odabrani dijagnostički alati uspješni su u simulaciji prostornih značajki i intenziteta opažene aktivnosti munja. Slično, utvrđena je dobra uspješnost u simulaciji prostornih obilježja tuče izmjerenih radarskim produktima iz Švicarske te mreže tučomjera iz Hrvatske. Varijabilnost rezultata u odabiru mezoskalnog modela i postavkama pojedinog modela ukazuje na korist korištenja multimodelskog i/ili multifizičkog ansambla pri simulaciji i prognozi ovih događaja. Za kraj, utvrđeno je da se ranojutarnja tuča iznad Istre većinom javlja u ciklonalnim vremenskim tipovima. Osim sinoptičkih uvjeta, za nastanak konvekcije i tuče, bitnu ulogu predstavljaju i mezoskalni, ali i lokalni uvjeti. Trenutni modeli pokazuju dobru uspješnost u simulaciji odabranih događaja. Dobiveni rezultati su obećavajući te ukazuju da bi analizirani dijagnostički alati mogli biti vrijedan doprinos operativnoj numeričkoj prognozi tuče, ali i klimatskoj ocjeni pojave tuče i munja u sadašnjoj i budućoj klimi. Ovo izravno doprinosi poboljšanju prognoza tuče i munja za javnost, ali i specifične korisnike (npr. energetski sektor, promet, poljoprivreda...). S druge strane, dobiveni rezultati otvaraju mogućnost za analizu učestalosti i obilježja tuče u budućoj klimi što izravno doprinosi stvaranju budućih prijedloga prilagodbe klimatskim promjenama.EXTENDED ABSTRACT - str. iii-vii

Numerical simulation of hailstorms and lightning potential index over Croatia

Tuča i munje, jedan su od produkata olujnog vremena koji su povezani sa značajnim ekonomskim gubitcima u prometu, energetici, poljoprivredi, građevini i još nekim drugim granama gospodarstva. Iako relativno česte pojave na našem području, još uvijek predstavljaju izuzetno izazovan fenomen za simulaciju meteorološkim modelima i prognozu. Ovo proizlazi iz činjenice da procesi odgovorni za formaciju tuče i munja unutar olujnog oblaka još uvijek nisu u potpunosti poznati. Kako je tuča izuzetno lokalna pojava, jedan od najvećih izazova prilikom analize karakteristika tuče jest nedostatak izravnih mjerenja tuče na tlu. Tijekom godina razvijeni su dijagnostički alati za simulaciju opažene tuče i munja – HAILCAST i indeks potencijalnog razvoja munja (engl. Lightning potential index, LPI). U ovom radu korištene su HAILCAST i LPI dijagnostike združene s modelom WRF (engl. Weather and Research Forecast) fine razlučivosti. Svrha je istraživanje sposobnosti modela WRF da reproducira atmosferske uvjete prisutne prilikom pojave tuče i munja u Hrvatskoj, ali i široj Alpsko-jadranskoj regiji te sposobnosti dijagnostičkih alata da reproduciraju opažene karakteristike tuče i munja. Provedena je detaljna analiza osjetljivosti rezultata modela WRF na odabir shema parametrizacije mikrofizike i atmosferskog graničnog sloja. Ispitana je robusnost rezultata modela WRF usporedbom s rezultatima mezoskalnog modela COSMO (engl. Consortium for Small Scale Modelling) (korištenog u nekoliko zemalja srednje Europe) prilikom simulacije slučaja tuče iznad Alpsko-jadranske domene. Konačno, koristeći model WRF ispitani su uvjeti prilikom nastanka (rano)jutarnje tuče na području Istre. Rezultati pokazuju da današnji mezoskalni modeli mogu vjerodostojno reproducirati atmosferske uvjete prisutne prilikom pojave tuče u Hrvatskoj, ali i u široj Alpsko-jadranskoj regiji. Štoviše, dijagnostički alati za simulaciju tuče i munja pokazuju obećavajuće rezultate u simulaciji opaženih karakteristika tuče i munja iznad Hrvatske, ali i šire Alpsko-jadranske regije. Odabrani dijagnostički alati uspješni su u simulaciji prostornih značajki i intenziteta opažene aktivnosti munja. Slično, utvrđena je dobra uspješnost u simulaciji prostornih obilježja tuče izmjerenih radarskim produktima iz Švicarske te mreže tučomjera iz Hrvatske. Varijabilnost rezultata u odabiru mezoskalnog modela i postavkama pojedinog modela ukazuje na korist korištenja multimodelskog i/ili multifizičkog ansambla pri simulaciji i prognozi ovih događaja. Za kraj, utvrđeno je da se ranojutarnja tuča iznad Istre većinom javlja u ciklonalnim vremenskim tipovima. Osim sinoptičkih uvjeta, za nastanak konvekcije i tuče, bitnu ulogu predstavljaju i mezoskalni, ali i lokalni uvjeti. Trenutni modeli pokazuju dobru uspješnost u simulaciji odabranih događaja. Dobiveni rezultati su obećavajući te ukazuju da bi analizirani dijagnostički alati mogli biti vrijedan doprinos operativnoj numeričkoj prognozi tuče, ali i klimatskoj ocjeni pojave tuče i munja u sadašnjoj i budućoj klimi. Ovo izravno doprinosi poboljšanju prognoza tuče i munja za javnost, ali i specifične korisnike (npr. energetski sektor, promet, poljoprivreda...). S druge strane, dobiveni rezultati otvaraju mogućnost za analizu učestalosti i obilježja tuče u budućoj klimi što izravno doprinosi stvaranju budućih prijedloga prilagodbe klimatskim promjenama.EXTENDED ABSTRACT - str. iii-vii

Numerical simulation of hailstorms and lightning potential index over Croatia

Tuča i munje, jedan su od produkata olujnog vremena koji su povezani sa značajnim ekonomskim gubitcima u prometu, energetici, poljoprivredi, građevini i još nekim drugim granama gospodarstva. Iako relativno česte pojave na našem području, još uvijek predstavljaju izuzetno izazovan fenomen za simulaciju meteorološkim modelima i prognozu. Ovo proizlazi iz činjenice da procesi odgovorni za formaciju tuče i munja unutar olujnog oblaka još uvijek nisu u potpunosti poznati. Kako je tuča izuzetno lokalna pojava, jedan od najvećih izazova prilikom analize karakteristika tuče jest nedostatak izravnih mjerenja tuče na tlu. Tijekom godina razvijeni su dijagnostički alati za simulaciju opažene tuče i munja – HAILCAST i indeks potencijalnog razvoja munja (engl. Lightning potential index, LPI). U ovom radu korištene su HAILCAST i LPI dijagnostike združene s modelom WRF (engl. Weather and Research Forecast) fine razlučivosti. Svrha je istraživanje sposobnosti modela WRF da reproducira atmosferske uvjete prisutne prilikom pojave tuče i munja u Hrvatskoj, ali i široj Alpsko-jadranskoj regiji te sposobnosti dijagnostičkih alata da reproduciraju opažene karakteristike tuče i munja. Provedena je detaljna analiza osjetljivosti rezultata modela WRF na odabir shema parametrizacije mikrofizike i atmosferskog graničnog sloja. Ispitana je robusnost rezultata modela WRF usporedbom s rezultatima mezoskalnog modela COSMO (engl. Consortium for Small Scale Modelling) (korištenog u nekoliko zemalja srednje Europe) prilikom simulacije slučaja tuče iznad Alpsko-jadranske domene. Konačno, koristeći model WRF ispitani su uvjeti prilikom nastanka (rano)jutarnje tuče na području Istre. Rezultati pokazuju da današnji mezoskalni modeli mogu vjerodostojno reproducirati atmosferske uvjete prisutne prilikom pojave tuče u Hrvatskoj, ali i u široj Alpsko-jadranskoj regiji. Štoviše, dijagnostički alati za simulaciju tuče i munja pokazuju obećavajuće rezultate u simulaciji opaženih karakteristika tuče i munja iznad Hrvatske, ali i šire Alpsko-jadranske regije. Odabrani dijagnostički alati uspješni su u simulaciji prostornih značajki i intenziteta opažene aktivnosti munja. Slično, utvrđena je dobra uspješnost u simulaciji prostornih obilježja tuče izmjerenih radarskim produktima iz Švicarske te mreže tučomjera iz Hrvatske. Varijabilnost rezultata u odabiru mezoskalnog modela i postavkama pojedinog modela ukazuje na korist korištenja multimodelskog i/ili multifizičkog ansambla pri simulaciji i prognozi ovih događaja. Za kraj, utvrđeno je da se ranojutarnja tuča iznad Istre većinom javlja u ciklonalnim vremenskim tipovima. Osim sinoptičkih uvjeta, za nastanak konvekcije i tuče, bitnu ulogu predstavljaju i mezoskalni, ali i lokalni uvjeti. Trenutni modeli pokazuju dobru uspješnost u simulaciji odabranih događaja. Dobiveni rezultati su obećavajući te ukazuju da bi analizirani dijagnostički alati mogli biti vrijedan doprinos operativnoj numeričkoj prognozi tuče, ali i klimatskoj ocjeni pojave tuče i munja u sadašnjoj i budućoj klimi. Ovo izravno doprinosi poboljšanju prognoza tuče i munja za javnost, ali i specifične korisnike (npr. energetski sektor, promet, poljoprivreda...). S druge strane, dobiveni rezultati otvaraju mogućnost za analizu učestalosti i obilježja tuče u budućoj klimi što izravno doprinosi stvaranju budućih prijedloga prilagodbe klimatskim promjenama.EXTENDED ABSTRACT - str. iii-vii

A New Approach for the Analysis of Deep Convective Events: Thunderstorm Intensity Index

In this study, an investigation of a new thunderstorm intensity index (TSII) derived from lightning data is performed, along with its relationship to rain, wind, hail and waterspouts as well as instability indices (CAPE, LI, KI, and DLS). The study area is located in the northeastern Adriatic and includes various terrain types in a relatively small area (coastal, flatlands, hills and valleys, and mountain regions). The investigated period covers 11 years (2008–2018). The mathematical algorithm standing behind the TSII is based on the well-established methodology of lightning jump, allowing us to recognize areas where intensification in thunderstorms occurred. Our results suggest that these areas (with a positive TSII) experience significantly higher rain intensities and have higher total amounts of precipitation compared with areas where thunderstorms did not generate a TSII. Moreover, 76% of thunderstorm hail cases were associated with the presence of a TSII within a 15 km distance. The maximum reported wind speed also has higher values on a day with a TSII. Out of 27 waterspout events associated with lightning, 77% were related to a TSII. Due to the good spatial (3 km × 3 km) and high temporal (2 min) resolution of lightning data, the TSII can recognize even a local and short-lived intense system that is often misread by radars and satellites due to their inferior temporal resolution. The TSII is designed to be used as a climatological and diagnostic variable that could serve in lieu of more established data sources (e.g., station measurements and observations, radar imagery, etc.) if they are unavailable

Simulating Hail and Lightning Over the Alpine Adriatic Region—A Model Intercomparison Study

Hail is a significant convective weather hazard, often causing considerable crop and property damage across the world. Although extremely damaging, hail still remains a challenging phenomenon to model and forecast, given the limited computational resolution and the gaps in understanding the processes involved in hail formation. Here, eight hailstorms occurring over the Alpine-Adriatic region are analyzed using simulations with the Weather Research and Forecasting (WRF) and the Consortium for Small Scale Modeling (COSMO) models, with embedded HAILCAST and Lightning Potential Index (LPI) diagnostics at kilometer-scale grid spacing (∼2.2 km). In addition, a systematic model intercomparison study is performed to investigate the ability of the different modeling systems in reproducing such convective extremes, and to further assess the uncertainties associated with simulations of such localized phenomena. The results are verified by hailpad observations over Croatia, radar estimates of hail over Switzerland, and lightning measurements from the LINET network. The analysis reveals that both HAILCAST and LPI are able to reproduce the affected area and intensities of hail and lightning. Moreover, hail and lightning fields produced by both models are similar, although a slight tendency of WRF to produce smaller hail swaths with larger hailstones and higher LPI compared to COSMO is visible. It is found that these differences can be explained by systematic differences in vertical profiles of microphysical properties and updraft strength between the models. Overall, results are promising and indicate that both HAILCAST and LPI could be valuable tools for real-time forecasting and climatological assessment of hail and lightning in current and changing climate.ISSN:0148-0227ISSN:2169-897