Sensitivity of Physical Parameterizations on Prediction of a Cyclonic Storm in the Bay of Bengal

Abstract

A very severe cyclonic storm Nargis occurred from 27 April to 3 May in 2008 over the Bay of Bengal (BOB). It made landfall to the southwest coast of Myanmar (deltaic area), and caused heaviest loss of lives and damages. The simulation of the cyclone track and intensity were performed using the Weather Research and Forecasting (WRF) model. In this study, the WRF model was run in a single domain with a 30 km horizontal resolution using the combinations of cumulus parameterization schemes such as Kain-Fritsch (KF), Betts-Miller-Janjic (BMJ) and Grell-Devenyi (GD) and microphysics schemes such as Kessler and WRF Single-Moment 3-class (WSM3), and the Yonsei University (YSU) planetary boundary layer scheme. By using the National Centre for Environmental Prediction-Global Forecast System (NCEP-GFS) data as the initial and boundary conditions, the model was run from 0000 UTC of 29 April to 0000 UTC of 3 May 2008. The intensity of cyclone is evaluated in terms of minimum sea level pressure (MSLP) and maximum wind speed. The results are compared to the Joint Typhoon Warning Centre (JTWC) estimates. The results show that the cyclone track and intensity are well simulated by the model with intensity errors of ~ 23 hPa in MSLP and ~ 11 ms-1 in maximum wind, through the KF-Kessler experiment. The GD-Kessler experiment shows the lowest track error of 48 km during the landfall time (1200 UTC 2 May 2008). The distribution and intensity of rainfall are also well simulated by the model and comparable with the Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM).;사이클론 나르기스는 벵골 만 (BOB)에서 2008 년 4월 27일에 발생하여 5월 3일에 소멸하였다. 그 사이클론은 미얀마 남서부 해안(삼각주 지역)에 상륙해서 생명 피해과 수많은 손실을 일으켰다. 날씨 연구 및 예측 (WRF) 모델에서는 사이클론 트랙과 강도의 시뮬레이션을 사용하였다. 본 연구에서 WRF 모델은 Kain-Fritsch (KF), Betts-Miller-Janjic (BMJ) and Grell-Devenyi (GD)의cumulus parameterization schemes (적운 파라미터 방식), Kessler and WRF Single-Moment 3-class (WSM3) 의 microphysics schemes (미세 물리 방식) 과 Yonsei University (YSU)의 planetary boundary layer scheme (행성 경계층 방식)들을 조합하여 단일 도메인 30km 수평 해상도에서 실행하였다. National Centre for Environmental Prediction- Global Forecast System (NCEP-GFS) 을 이용하여 모델의 초기 및 경계 조건들은 2008년 4월 29일 0000 UTC에서 5월 3일 0000 UTC 까지 실행하였다. 사이클론의 강도는 최소 해수면 기압 및 최대 풍속의 관점에서 평가되었다. 결과는 Joint Typhoon Warning Centre (JTWC) 추정치와 비교하였다. 결과는 사이클론 트랙 및 강도가 KF-Kessler sensitivity experiment 의 강도 오차 모델의 시뮬레이션에서 최소 해수면 압력 40 hPa 와 최대 풍속 11 ms-1 같은 오차가 있었다. GD-Kessler의 실험에서는 사이클론 상륙시간 동안 48km의 트랙 에러를 보여줍니다 (ie., 1200 UTC of 2 May, 2008). 확장 및 강우의 강도도 본 모델에서 잘 시뮬레이션을 하였으며, Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM)과 비교하였다.