ACTIVATE活动期间与冷空气爆发相关的海洋边界层云的大涡模拟-第一部分：案例设置和对大尺度迫降的敏感性
摘要：LES模拟可以捕捉到边界层湍流和云过程的关键特征。然而，对于LES模拟，大尺度的驱动和地表湍流感热通量往往不准确地被预设。我们从2020年2月至3月皮氏I期ACTIVATE（西大西洋气溶胶云气象相互作用实验）期间获得的测量和再分析数据中推导出这些量。我们通过进行LES来研究两个对比的寒流发作（CAO）事件，并测试大尺度驱动和湍流热通量对边界层结构和云的敏感性。从再分析数据ERA5和ACTIVATE现场测量获得的大气状态、大尺度散度和地表湍流热通量垂直剖面在采样时间和位置上相当吻合。因此，我们采用来自ERA5再分析数据的时间演化热通量、风向和变化趋势垂直剖面来驱动LES。我们发现大尺度热力学变化趋势和风向的松弛对LES捕捉到的边界层气象状态的演变至关重要，这些状态由每小时ERA5再分析数据所表征，并通过观测数据验证。我们还展示了在LES模拟中，散度（或垂直速度）对地表热通量驱动的边界层增长起着重要作用。液态水路径的演变在很大程度上受到地表热通量演化的影响。LES模拟中的液态水路径与ACTIVATE的测量结果相当吻合。这项研究为使用LES模拟进行由ACTIVATE现场测量提供信息并进行评估的气溶胶-云-气象相互作用研究铺平了道路。
作者：Xiang-Yu Li, Hailong Wang, Jingyi Chen, Satoshi Endo, Geet George, Brian Cairns, Seethala Chellappan, Xubin Zeng, Simon Kirschler, Christiane Voigt, Armin Sorooshian, Ewan Crosbie, Gao Chen, Richard Anthony Ferrare, William I. Gustafson, Johnathan W Hair, Mary M Kleb, Hongyu Liu, Richard Moore, David Painemal, Claire Robinson, Amy Jo Scarino, Michael Shook, Taylor J Shingler, Kenneth Lee Thornhill, Florian Tornow, Heng Xiao, Luke D Ziemba, Paquita Zuidema
论文ID：2107.06193
分类：Atmospheric and Oceanic Physics
分类简称：physics.ao-ph
提交时间：2022-02-02