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Amélioration du schéma bulk à 2 moment pour les simulations LES de nuages de couche limite.

O. Thouron , J.L Brenguier, F. Burnet. Amélioration du schéma bulk à 2 moment pour les simulations LES de nuages de couche limite. Part 1/7: Introduction Impact de l’entrainement sur le spectre de gouttelette. 3. R V. 3. R VO. Mélange avec une masse d’air sec:

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Amélioration du schéma bulk à 2 moment pour les simulations LES de nuages de couche limite.

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Presentation Transcript

  1. O. Thouron, J.L Brenguier, F. Burnet Amélioration du schéma bulk à 2 moment pour les simulations LES de nuages de couche limite.

  2. Part 1/7: Introduction Impact de l’entrainement sur le spectre de gouttelette 3 RV 3 RVO Mélange avec une masse d’air sec: • Dilution de la concentration • Evaporation Parcelle nuageuse initiale : - No: concentration initiale - Rvo: rayon volumique initial Inhomogène N  dilution + évaporations Rv constant Homogène N  dilution Rv évaporation N / No N / No

  3. Part 1/7: Introduction Impact de l’entrainement sur le spectre de gouttelette DYCOMS-II RF03 SCMS-11/08 Burnet and Brenguier, JAS 2007

  4. Part 1/7: Introduction • Question: Comment ce processus affecte il les propriétés radiatives et l’efficacité de précipitation du nuage? • Outil: Modèle de recherche méso-NH: • Configuration LES • Schéma bulk à 2 moments: contenu en eau et concentration • Condensation/Evaporation: ajustement à saturation • Activation: diagnostique de la sursaturation maximum • Mélange Homogène: concentration constante Evaluer et améliorer les paramétrisations

  5. Part 2/7: Evaluation Cas sec Cas Humide Altitude 10 8 6 • Domaine: • 5*5 km2 avec une résolution horizontale de 50 m • Résolution verticale de 10m dans la CN • 2 cas idéalisés : Rapport de mélange en vapeur d’eau (g.m-2)

  6. Part 2/7: Evaluation Sec Humide

  7. Part 2/7: Evaluation Sec Humide SommetDilution N + Diagnostique de Smax Activation au sommet du nuage Ajustement à saturation inapproprié à l’étude du mélange par entrainement

  8. Part 3/7: Développement

  9. Part 3/7: Développement Modèle sans ajustement  diagnostique de S Condensation

  10. Part 3/7: Développement Modèle sans ajustement  diagnostique de S: Condensation

  11. Part 3/7: Développement Modèle sans ajustement  diagnostique de S: Condensation  Taux de condensation et activation calculés à partir de la saturation maximum rencontrée par l’air nuageux durant dt: Approche valable pour des pas de temps < 0.5 s Solution numériquepronostique de S

  12. Part 3/7: Développement Pronostique de S:

  13. Part 4/7: Résultats Cas 2 Cas 1 • Ajustement à saturation • Diagnostique de la saturation maximum • Mélange homogène • Pronostique de la saturation • Mélange homogène Sec Humide Sec Humide

  14. Part 4/7: Résultats Cas 2 Cas 1 • Ajustement à saturation • Diagnostique de la saturation maximum • Mélange homogène • Pronostique de la saturation • Mélange homogène Sec Humide Sec Humide

  15. Part 4/7: Résultats Cas 2 Cas 1 • Ajustement à saturation • Diagnostique de la saturation maximum • Mélange homogène • Pronostique de la saturation • Mélange homogène Sec Humide Sec Humide

  16. Part 4/7: Résultats Cas 2 Cas 1 • Ajustement à saturation • Diagnostique de la saturation maximum • Mélange homogène Cas Sec • Pronostique de la saturation • Mélange homogène

  17. Part 5/7: Mélange paramétré Cas 2 Cas 1 Cas 3 • Pronostique de la saturation • Mélange paramétré • Pronostique de la saturation • Mélange homogène • Ajustement à saturation • Diagnostique de la saturation maximum • Mélange homogène • Mélange homogène/inhomogène: • Homogène: toutes les gouttelettes sont exposées à la sous-saturation • Temps d’évaporation > temps d’homogénéisation • Inhomogène: Certaines gouttelettes sont totalement évaporées, les restantes ne sont pas affectées : • Temps d’évaporation < temps d’homogénéisation

  18. Part 5/7: Mélange paramétré Cas 2: Pronostic de la saturation et mélange homogèneCas 3: Pronostic de la saturationet mélange paramétré Cas humide Cas sec Cas 2 Cas 3

  19. Part 6/7: Résultats Cas 2: Pronostic de la saturation et mélange homogèneCas 3: Pronostic de la saturationet mélange paramétré Sec Humide Rayon volumique: efficacité de précipitation Concentration: propriétés radiatives ondes courtes Au sommet du nuage, LWC : longwave radiative properties

  20. Conclusions Part 7/7: Conclusions et perspectives • Etude du mélange par entraînement pronostique de la saturation • Paramétrisation du mélange: comparaison du temps d’évaporation au temps d’homogénéisation • Impact non négligeable des différents schémas sur la microphysique (LWC, N and Rv) . Travaux à venir • Simulations de cas observés et comparaison avec les observations • Etudier l’impact du mélange par entraînement sur les propriétés radiatives et l’efficacité de précipitation des nuages de couche limite

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