Airborne and Ground Measurements for Vertical Profiling of Secondary Ice Production during Ice Pellet Precipitation
Notice bibliographique
Résumé
Abstract During freezing rain, secondary ice produced by the fragmentation of freezing drops (FFD) can initiate a chain reaction, potentially transitioning freezing rain into ice pellets. Including this process in numerical weather prediction models is challenging due to the uncertainty of this mechanism. To bridge this gap, this study aims to evaluate the efficiency of the FFD process during ice pellet precipitation using measurements collected onboard the National Research Council Canada (NRC) Convair-580 research aircraft during the 2022 Winter Precipitation Type Research Multiscale Experiment (WINTRE-MIX). Below the supercooled raindrops freezing altitude, in situ probes measured a bimodal particle size distribution. Observations from imaging and optical-array probes show that most particles smaller than 500 μm in diameter were nonspherical ice crystals, in the concentration of ∼500 L−1. In contrast, most particles larger than 500 μm were identified as fractured ice pellets and ice pellets with bulges, which suggested the occurrence of the FFD process. A conceptual model is then developed to show that five–eight fragments of ice were produced for each freezing drop. Two existing parameterizations of the FFD process are also tested. It is shown that one parameterization would result in less ice crystals than the measured number concentration, while the second one would result in too many ice crystals. Adjustments to these parameterizations are computed based on the collected observations. This analysis will be valuable for including the FFD process into simulations of freezing rain, ice pellets, and other weather phenomena where this process plays a significant role. Significance Statement This study presents unique measurements from a winter storm recorded by state-of-the-art instruments onboard a research aircraft at the altitude where ice pellets are formed. The collected data suggest that the freezing of a few initial raindrops at an altitude of around 250 m above the ground resulted in the production of ice crystals. These ice crystals led to the freezing of additional raindrops in a feedback loop that can be referred to as ice multiplication. This process is quantified in the current study. The results will be valuable in improving the representation of ice pellets and freezing rain in computer simulations of winter storms.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| 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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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 ».