El uso de la teoría semigeostrófica para diagnosticar el comportamiento de un GCM atmosférico
Autores: Cullen, Mike
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2018
Acceso abierto
Artículo científico
2018
El uso de la teoría semigeostrófica para diagnosticar el comportamiento de un GCM atmosférico
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Comportamiento a gran escala
Modelo Unificado del Met Office
Teoría semi-geostrófica
Circulación ageostrófica
Capa límite
Trópicos
Licencia
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Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Se presenta un método diagnóstico para analizar el comportamiento a gran escala del Modelo Unificado del Met Office, que es un modelo atmosférico integral utilizado para la predicción del tiempo y el clima. Fuera de la capa límite, en escalas mayores que el radio de deformación, la teoría semi-geostrófica proporcionará una aproximación precisa a la evolución del modelo. En particular, se puede calcular la circulación ageostrófica necesaria para mantener el equilibrio geostrófico e hidrostático frente a una forzamiento prescrito y una tasa de cambio de la presión geostrófica. En los trópicos, la condición de equilibrio se degrada a la aproximación de gradiente de temperatura débil. Dentro de la capa límite, se debe utilizar la aproximación semi-geotriptica porque la fricción y la rotación son igualmente importantes. Suponiendo que la tendencia de presión calculada y la circulación ageotriptica coinciden con el comportamiento observado del modelo, se puede deducir de manera sencilla la influencia del estado a gran escala y la naturaleza del forzamiento en la respuesta del modelo. Las capacidades del diagnóstico se ilustran comparando las predicciones de la circulación ageotriptica de la teoría y el modelo. Luego se utiliza para mostrar que los efectos de la liberación de calor latente se pueden incluir modificando la estabilidad estática, y para mostrar el efecto de una fuente de calor tropical idealizada en el chorro subtropical. Finalmente, se demuestra la respuesta del flujo ageotriptico al calentamiento de la capa límite en los trópicos. Estas ilustraciones muestran que el comportamiento del modelo a gran escala se ajusta a las expectativas teóricas, de modo que los resultados del diagnóstico pueden utilizarse para ayudar en el desarrollo de mejoras adicionales al modelo, en particular investigando errores sistemáticos y comprendiendo la respuesta atmosférica a gran escala al forzamiento.
Descripción
Se presenta un método diagnóstico para analizar el comportamiento a gran escala del Modelo Unificado del Met Office, que es un modelo atmosférico integral utilizado para la predicción del tiempo y el clima. Fuera de la capa límite, en escalas mayores que el radio de deformación, la teoría semi-geostrófica proporcionará una aproximación precisa a la evolución del modelo. En particular, se puede calcular la circulación ageostrófica necesaria para mantener el equilibrio geostrófico e hidrostático frente a una forzamiento prescrito y una tasa de cambio de la presión geostrófica. En los trópicos, la condición de equilibrio se degrada a la aproximación de gradiente de temperatura débil. Dentro de la capa límite, se debe utilizar la aproximación semi-geotriptica porque la fricción y la rotación son igualmente importantes. Suponiendo que la tendencia de presión calculada y la circulación ageotriptica coinciden con el comportamiento observado del modelo, se puede deducir de manera sencilla la influencia del estado a gran escala y la naturaleza del forzamiento en la respuesta del modelo. Las capacidades del diagnóstico se ilustran comparando las predicciones de la circulación ageotriptica de la teoría y el modelo. Luego se utiliza para mostrar que los efectos de la liberación de calor latente se pueden incluir modificando la estabilidad estática, y para mostrar el efecto de una fuente de calor tropical idealizada en el chorro subtropical. Finalmente, se demuestra la respuesta del flujo ageotriptico al calentamiento de la capa límite en los trópicos. Estas ilustraciones muestran que el comportamiento del modelo a gran escala se ajusta a las expectativas teóricas, de modo que los resultados del diagnóstico pueden utilizarse para ayudar en el desarrollo de mejoras adicionales al modelo, en particular investigando errores sistemáticos y comprendiendo la respuesta atmosférica a gran escala al forzamiento.