An eddy-diffusivity/Mass-flux boundary layer parameterization based on the TKE equation: a dry convection case study

• Autores: Pedro M. M. Soares, Pedro M. A. Miranda, José Teixeira, A.P. Siebesma
• Localización: Física de la tierra, ISSN 0214-4557, Nº 19, 2007, págs. 147-161
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Una parametrización de flujo de masa/difusividad turbulenta en capa límite basada en la ecuación de la energía cinética turbulenta: caso de estudio de convección seca
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• Resumen
  • español

    Se propone una parametrización de flujo de masa/difusividad turbulenta (EDMF) basada en la ecuación de la energía cinética turbulenta (TKE). El término difusivo se basa en una ecuación de pronóstico de la TKE y el término de flujo de masa también depende de la TKE pronosticada de dos modos: en la inicialización de una parcela ascendente, usada para la estimación de las propiedades medias de la corriente ascendente, y en la formulación del coeficiente de flujo de masa, que es proporcional a la varianza de la velocidad vertical. El esquema es implementado en una versión unidimensional del modelo MesonNH y verificado con un caso de capa límite convectiva... (Leer más) seca, con resultados realistas. En particular el cierre EDMF-TKE es capaz de reproducir de manera realista los flujos contra-gradiente y el entrainment en la cima de la capa límite. La parametrización propuesta es interesante porque lleva a una aproximación integrada y unificada de la parametrización de la capa límite convectiva, combinando conceptos asociados con la difusividad turbulenta, el flujo de masa y la energía cinética turbulenta.

  • English

    An eddy-diffusivity/mass-flux (EDMF) parameterization based on the turbulent kinetic energy equation (TKE) is proposed. The diffusive term is based on a prognostic TKE equation and the massflux term also depends on the prognostic TKE in two ways: in the initialization of a rising parcel, used for the estimation of updraft ensemble properties, and in the formulation of the mass-flux coefficient, which is proportional to the vertical velocity variance. The scheme is implemented in a onedimensional version of the MesoNH model and tested for a dry convective boundary layer case, with realistic results. In particular, the EDMF-TKE closure is able to... (Leer más) reproduce realistically the countergradient fluxes and the top-entrainment. The proposed parameterization is appealing because it leads to an integrated and unified approach to convective boundary layer parameterization, blending together concepts associated with eddy-diffusivity, mass-flux and the turbulent kinetic energy.