Identification of snowfall microphysical processes from Eulerian vertical gradients of polarimetric radar variables
Notice bibliographique
Résumé
Abstract. Polarimetric radar systems are commonly used to study the microphysics of precipitation. While they offer continuous measurements with a large spatial coverage, retrieving information about the microphysical processes that govern the evolution of snowfall from the polarimetric signal is challenging. The present study develops a new method, called process identification based on vertical gradient signs (PIVSs), to spatially identify the occurrence of the main microphysical processes (aggregation and riming, crystal growth by vapor deposition and sublimation) in snowfall from dual-polarization Doppler radar scans. We first derive an analytical framework to assess in which meteorological conditions the local vertical gradients of radar variables reliably inform about microphysical processes. In such conditions, we then identify regions dominated by (i) vapor deposition, (ii) aggregation and riming and (iii) snowflake sublimation and possibly snowflake breakup, based on the sign of the local vertical gradients of the reflectivity ZH and the differential reflectivity ZDR. The method is then applied to data from two frontal snowfall events, namely one in coastal Adélie Land, Antarctica, and one in the Taebaek Mountains in South Korea. The validity of the method is assessed by comparing its outcome with snowflake observations, using a multi-angle snowflake camera, and with the output of a hydrometeor classification, based on polarimetric radar signal. The application of the method further makes it possible to better characterize and understand how snowfall forms, grows and decays in two different geographical and meteorological contexts. In particular, we are able to automatically derive and discuss the altitude and thickness of the layers where each process prevails for both case studies. We infer some microphysical characteristics in terms of radar variables from statistical analysis of the method output (e.g., ZH and ZDR distribution for each process). We, finally, highlight the potential for extensive application to cold precipitation events in different meteorological contexts.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».