Convección somera sobre tierra: un estudio de simulación mesoescalar basado en experimentos del WRF idealizados

DOI: 10.3369/tethys.2009.6.04

Tethys núm. 6 pág.: 51 - 67

Resumen

Los cúmulos someros sobre tierra redistribuyen el calor y la humedad en la capa límite, pero también son importantes a escalas mayores, ya que pueden desencadenar fenómenos de convección severa. Debido a su pequeña escala espacial (102 - 103 m), esta característica se define como un proceso de submalla en modelos mesoescalares. El objetivo de este estudio es el de examinar la representación de los cúmulos someros en el modelo mesoescalar WRF reproduciendo una situación observada de cúmulos someros sobre tierra. En especial, nos centraremos en el papel de la parametrización de la convección del transporte vertical de energía en la capa límite. El análisis se centra en la estructura termodinámica de la capa límite y las propiedades de las nubes derivadas de una teoría del método de la burbuja simple. Este experimento numérico es muy similar al estudio de intercomparación del modelo de Simulaciones Explícitas de Grandes Remolinos, Large Eddy Simulations (LES) en inglés, de Brown et al. (2002). Se centró en la representación de los cúmulos someros sobre tierra en LES utilizando los datos de medidas SGP ARM del 21 de junio de 1997. Para imitar la estructura dinámica del LES, hemos diseñado una versión de Columna Única Múltiple, Multiple Single Column (SCM) en inglés, del WRF. Utilizando idénticos forzamientos superficiales y los perfiles termodinámicos iniciales, la estructura de la capa límite del WRF muestra buena concordancia con los resultados del LES. Sin embargo, el método de la burbuja indica que una mayor inversión y la ausencia de una capa condicionalmente inestable impiden un desarrollo de cúmulos superficiales en el WRF. Además, el WRF no muestra ningún desarrollo de nubes por lo que respecta a agua líquida de nube. También mostramos que es necesaria una parametrización convectiva para representar el transporte vertical de la capa límite aumentado por los cúmulos someros. Se analizan y comparan distintos esquemas de parametrización convectiva (CPS, según las siglas inglesas).


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Financiado parcialmente por las Acciones Complementarias CGL2007-29820-E/CLI, CGL2008-02804-E/, CGL2009-07417-E y CGL2011-14046-E del Ministerio de Ciencia e Innovación del Gobierno de España