feasibility study of lightning event prediction using wrf mesoscale model in iran

[ ' l i g h t n i n g i s a c h a r a c t e r i s t i c o f s e v e r e w e a t h e r a n d o f t e n a s s o c i a t e d w i t h h a i l a n d h e a v y r a i n f a l l . i t i s a n a t u r a l h a z a r d w i t h p o t e n t i a l t h r e a t t o h u m a n l i f e a n d c o n s i d e r a b l e d a m a g e s t o a v i a t i o n s t r u c t u r e s . t h e r e f o r e ' , ' l i g h t n i n g p r e d i c t i o n i s c r i t i c a l a n d t h e r e a l ' , ' t i m e l i g h t n i n g d e t e c t i o n s y s t e m s a r e a b l e t o d e t e r m i n e t h e l o c a t i o n o f c l o u d ' , ' t o ' , ' g r o u n d ( c g ) l i g h t n i n g s t r i k e s a c c u r a t e l y . g e n e r a l l y m a n y i n d i c e s a r e u s e d t o p r e d i c t t h e t h u n d e r s t o r m s s u c h a s k ' , ' i n d e x ( k i ) ' , ' c o n v e c t i v e a v a i l a b l e p o t e n t i a l e n e r g y ( c a p e ) a n d c l o u d p h y s i c s t h u n d e r p a r a m e t e r ( c p t p ) t h a t a r e b a s e d o n t h e r m o d y n a m i c i n s t a b i l i t y p a r a m e t e r s . l i g h t n i n g p o t e n t i a l i n d e x ( l p i ) i s a n a d v a n c e d i n d e x f o r e v a l u a t i n g t h e p o t e n t i a l f o r l i g h t n i n g a c t i v i t y i n t r o d u c e d b y y a i r e t a l . ( 2 0 1 0 ) b a s e d o n t h e d y n a m i c s a n d m i c r o p h y s i c s o f c l o u d s . a c c o r d i n g t o y a i r e t a l . ( 2 0 1 0 ) ' , ' l p i i s e s t i m a t e d w i t h i n t h e c h a r g e s e p a r a t i o n z o n e o f c l o u d s ' , ' b e t w e e n 0 o c a n d 2 0 o c ' , ' w h e r e t h e n o n ' , ' i n d u c t i v e m e c h a n i s m i n v o l v i n g c o l l i s i o n s o f i c e a n d g r a u p e l p a r t i c l e s i n t h e p r e s e n c e o f s u p e r ' , ' c o o l e d w a t e r i s d o m i n a n t ( s a u n d e r s e t a l . ' , ' 1 9 9 1 ) . i n t h e c u r r e n t s t u d y ' , ' t h e m e s o ' , ' s c a l e w e a t h e r r e s e a r c h a n d f o r e c a s t i n g ( w r f ) m o d e l h a s b e e n u s e d t o p r e d i c t l p i o v e r t h e n o r t h e r n p a r t o f i r a n f o r t w o c a s e s t u d i e s o f t h u n d e r c l o u d e v e n t o n 9 d e c e m b e r 2 0 1 3 a n d 2 5 m a y 2 0 1 4 . t h e w r f m o d e l i s a f u l l y c o m p r e s s i b l e ' , ' n o n h y d r o s t a t i c a t m o s p h e r i c m o d e l ' , ' w h i c h u s e s a t e r r a i n ' , ' f o l l o w i n g h y d r o s t a t i c v e r t i c a l p r e s s u r e c o o r d i n a t e s ( s k a m a r o c k e t a l . ' , ' 2 0 0 8 ) . i n t h e p r e s e n t r e s e a r c h ' , ' w r f v e r s i o n 3 . 6 . 1 i s u s e d t o s i m u l a t e h i s t o r i c a l t h u n d e r c l o u d e v e n t i n i r a n r e g i o n . t h e m o d e l w a s r u n a t 3 6 k m ' , ' 1 2 k m ' , ' 4 k m a n d 1 . 3 3 3 k m g r i d s p a c i n g . t h e i n n e r d o m a i n i s c o n t a i n i n g t e h r a n u r b a n a r e a . t h e r a p i d r a d i a t i v e t r a n s f e r m o d e l ( m l a w e r e t a l . ' , ' 1 9 9 7 ) w i t h t h e d u d h i a s c h e m e ( d u d h i a ' , ' 1 9 8 9 ) w a s u s e d t o s i m u l a t e t h e l o n g ' , ' a n d s h o r t ' , ' w a v e r a d i a t i o n ' , ' r e s p e c t i v e l y . t h e m o n i n ' , ' o b u k h o v s c h e m e w a s u s e d t o s i m u l a t e s u r f a c e l a y e r f l u x e s ( j a n j i c ' , ' 1 9 9 6 ) a n d t h e m e l l o r ' , ' y a m a d a ' , ' j a n j i c t u r b u l e n t k i n e t i c e n e r g y ( t k e ) s c h e m e w a s u s e d t o s i m u l a t e b o u n d a r y l a y e r f l u x e s ( m e l l o r a n d y a m a d a ' , ' 1 9 8 2 ; j a n j i c ' , 1 9 9 0 , ' 1 9 9 4 ) . t h e l a n d s u r f a c e f l u x e s w e r e o b t a i n e d f r o m n o a a m o d e l ( c h e n a n d d u d h i a ' , 2 0 0 1 , ' m o d i f i e d b y l i u e t a l . ' , ' 2 0 0 6 ) . t h e k a i n ' , ' f r i t s c h s c h e m e w a s u s e d o n t h e 3 6 a n d 1 2 k m g r i d s t o p a r a m e t e r i z e m o i s t c o n v e c t i o n ( k a i n a n d f r i t s c h ' , ' 1 9 9 3 ) a n d t h e t h o m p s o n m i c r o p h y s i c a l s c h e m e w a s u s e d o n t h e 4 a n d 1 . 3 3 3 k m g r i d s t o p a r a m e t e r i z e m i c r o p h y s i c a l p r o c e s s e s . t h e s i m u l a t e d v a l u e s o f m i x i n g r a t i o s o f h y d r o m e t e r s a n d v e r t i c a l v e l o c i t y h a v e b e e n u s e d t o c a l c u l a t e t h e l p i . r e s u l t s w e r e e v a l u a t e d u s i n g c l o u d ' , ' t o ' , ' g r o u n d ( c g ) l i g h t n i n g f l a s h d a t a f r o m n a s a l i g h t n i n g i m a g i n g s e n s o r ( l i s ) a n d o n e o f t h e c o m m o n i n d i c e s u s e d f o r f o r e c a s t i n g t h u n d e r s t o r m s w h i c h r e l y o n s t a b i l i t y a n d t h e r m o d y n a m i c a l i n d i c e s s u c h a s k i n d e x . r e s u l t s s h o w t h a t t h e r e i s a g o o d c o n s i s t e n c y o f b o t h t h e l o c a t i o n o f l i g h t n i n g o c c u r r e n c e b e t w e e n t h e m o d e l o u t p u t s a n d l i s d a t a f o r b o t h u n d e r s t u d i e d c a s e s . b e s i d e s ' , ' t h e l p i g i v e s m o r e l o c a l i z e d e s t i m a t i o n o f t h e l o c a t i o n o f l i g h t n i n g o c c u r r e n c e c o m p a r e d t o t h e k i . s i n c e k i n d e x i s n o t d e r i v e d f r o m t h e m i c r o p h y s i c a l f i e l d s ' , ' i t s e e m s t o b e m u c h l e s s u s e f u l f o r a c c u r a t e p r e d i c t i o n o f l i g h t n i n g . t h u s l p i p r o v i d e d i m p o r t a n t i n f o r m a t i o n t o p r e d i c t t h e p o t e n t i a l f o r l i g h t n i n g . 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