冰雹 (直径大于5 mm的球状或不规则状的冰粒降水) 是全球降水系统的重要组成部分，具有时空尺度小，突发性强，局地破坏性大等特点，是全球频发的高影响天气。然而，目前数值天气预报在冰雹的落区及雹粒大小的预报上仍存在挑战，主要原因之一是我们对冰雹对流的微物理过程及其与中尺度动力过程的相互作用理解不足。因此，本研究选取2016年6月10日京津冀地区的一次典型冰雹过程，利用中尺度WRF模式 (the Weather Research and Forecasting Model) 和3DVAR (three-dimensional variational data assimilation) 同化系统，选取具有代表性的Thompson微物理参数化方案，深入探讨微物理过程对冰雹落区和雹粒大小实际可预报性的影响及其机制，以期为进一步改进冰雹预报提供理论支持。
目前WRF的微物理方案主要分为单参和双参方案。最新发展的hail-aware Thompson微物理方案MP38_HA (Jensen et al. 2023) 与先前版本的Thompson方案——MP8 (Thompson et al. 2004, 2008) 和MP28_AA (aerosol-aware; Thompson and Eidhammer 2014) 刚好分别为双参和单参方案。相比单参方案，MP38_HA不仅增加了霰/冰雹粒子数浓度Ntg的预报，使其针对霰/冰雹粒子成为双参数方案，还新增霰/冰雹粒子体积混合比Bg预报量，实现霰/冰雹粒子密度的预报，从而更精确地模拟不同密度的霰粒和雹粒的物理特性 (图1)。为简洁起见，下文中“霰/冰雹”均简称为“冰雹”。
[1] Jensen, A. A., G. Thompson, K. Ikeda, and S. A. Tessendorf, 2023: Improving the representation of hail in the thompson microphysics scheme. Mon. Wea. Rev., 151, 2307–2332, https://doi.org/10.1175/MWR-D-21-0319.1.
[2] Thompson, G., and T. Eidhammer, 2014: A study of aerosol impacts on clouds and precipitation development in a large winter cyclone. J. Atmos. Sci., 71, 3636–3658, https://doi.org/10.1175/JAS-D-13-0305.1.
[3] Thompson, G., R. M. Rasmussen, and K. Manning, 2004: Explicit forecasts of winter precipitation using an improved bulk microphysics scheme. Part I: Description and sensitivity analysis. Mon. Wea. Rev., 132, 519-542,https://doi.org/10.1175/1520-0493(2004)132<0519:EFOWPU>2.0.CO;2.
[4] Thompson, G., P. R. Field, R. M. Rasmussen, and W. D. Hall, 2008: Explicit forecasts of winter precipitation using an improved bulk microphysics scheme. Part II: Implementation of a new snow parameterization. Mon. Wea. Rev., 136, 5095–5115, https://doi.org/10.1175/2008MWR2387.1.
