Die Rolle der Feuchte bei frontogenetischen Prozessen:
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| Published: |
Offenbach am Main
Selbstverl. des Dt. Wetterdienstes
1993
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| Series: | Deutscher Wetterdienst <Offenbach, Main>: Berichte des Deutschen Wetterdienstes
187 |
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|---|---|
| adam_text | Titel: Die Rolle der Feuchte bei frontogenetischen Prozessen
Autor: Ewenz, Cäcilia M.
Jahr: 1993
INHALT il
1 Einleitung.............................................. 1
2 Modellbeschreibung........................................ 5
2.1 Die Modellgleichungen unter Berücksichtigung der Feuchte............ 5
2.1.1 Die Ausgangsgleichungen............................ 5
2.1.2 Thermodynamische Überlegungen....................... 7
a) Betrachtung der Gasgleichung für feuchte Luft .......... 7
b) Die Haushaltsgleichung der Energie soll für die virtuelle
potentielle Temperatur aufgestellt werden ............. 7
c) Die Geschwindigkeit im System feuchte Luft............ 9
d) Die Kontinuitätsgleichung und die Erhaltungsgleichungen der
Einzelkomponenten des Wassers .................. 11
e) Die Regenfallgeschwindigkeit nach Srivastava (1967) ..... 12
2.1.3 Die transformierten Gleichungen....................... 14
a) Transformation der Koordinaten und der Geschwindigkeit ... 15
b) Reynoldszerlegung und Mittelung der Modellvariablen..... 15
2.1.4 Die endgültigen Modellgleichungen..................... 16
2.2 Die Quellen in den prognostischen Gleichungen für die Temperatur und die
Feuchtekomponenten .................................. 18
2.2.1 Die Prozesse des warmen Regens..................... 19
2.2.2 Die Parametrisierung der Quellterme.................... 19
a) Kondensation/Verdunstung von Wasserdampf/Wolkenwasser . 20
b) Autokonversion............................. 23
c) Akkreszenz............................... 24
d) Verdunstung von Regentropfen................... 26
2.3 Die Parametrisierung subskaliger Prozesse..................... 28
2.3.1 Moist Convective Adjustment ........................ 28
2.3.2 Shapiro-Filter.................................. 33
3 Diskretisierung, Rand- und Anfangsbedingungen.................... 35
3.1 Modellgitter........................................ 35
3.2 Diskretisierung der Feuchtegleichungen....................... 36
3.2.1 Die Feuchteadvektion ............................. 36
I2
INHALT
3.2.2 Der Regenfluß.................................. 38
3.2.3 Die Berechnung der Quellterme....................... 38
3.3 Randbedingungen .................................... 39
3.3.1 Untere Randbedingung............................. 39
3.3.2 Seitliche Randbedingung............................ 39
3.3.3 Obere Randbedingung............................. 41
3.4 Anfangsbedingungen .................................. 42
3.4.1 Temperaturfelder und Jets........................... 42
a) UTJ (Upper Tropospheric Jet) ...................... 42
b) LTJ (Lower Tropospheric Jet) ...................... 45
3.4.2 Großskaliger geostrophischer Antrieb.................... 45
3.4.3 Feuchtefelder .................................. 47
3.4.4 Modellsenkrechte Gradienten......................... 48
3.5 Initialisierung der Querzirkulation .......................... 50
3.6 Die verschiedenen Simulationen ........................... 52
Der Feuchteeinfluß auf die Frontentwicklung...................... 55
4.1 Vergleich der trockenen und feuchten Simulationen................ 55
4.1.1 Upper Tropospheric Jet............................ 55
4.1.2 Lower Tropospheric Jet............................ 80
4.1.3 Zusammenfassung ............................... 98
4.2 Beschreibung der Feuchteentwicklung........................ 99
4.2.1 Upper Tropospheric Jet............................ 99
4.2.2 Lower Tropospheric Jet............................ 107
4.2.3 Zusammenfassung ............................... 110
4.3 Frontogenese-Mechanismen.............................. ?
4.3.1 Konzeptionelle Vorstellung der Wirkung des Quellforcings ...... 111
4.3.2 Upper Tropospheric Jet............................ 114
4.3.3 Lower Tropospheric Jet............................ 122
4.4 Wirkung der Feuchte bei Simulationen mit Orographie ............. 131
INHALT______________________________________________________________________I?
4.4.1 Probleme der Feuchteinitialisierung bei Orographie...........132
4.4.2 Simulation der Upper Tropospheric Jet - Front mit Orographie .... 135
5 Sensitivitätsstudien der Feuchte-Parametrisierung ...................156
5.1 EVŒ: Effektive Kondensation............................. 156
5.2 AUT: A2, Schwellwert in der Autokonversion................... 159
5.3 EVR: Verdunstungsrate von Regentropfen...................... 163
5.4 MCA: Moist Convective Adjustment ........................ 166
6 Zusammenfassung der Ergebnisse und Ausblick .................... 170
6.1 Zusammenfassung der Ergebnisse ..........................170
6.2 Ausblick..........................................174
A Modellablauf in MAMBO...................................175
Literatur..................................................178
Liste der verwendeten Symbole....................................181
|
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