Flujo de la Capa Límite Planetaria sobre Terreno Complejo durante un Evento de Surge Frío: Un Estudio de Caso
Autores: Lee, Young-Hee; Lim, Hee-Jeong; Lee, Gyuwon
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Astronomía
Palabras clave
Capa límite planetaria
Evento de ráfaga fría
Mediciones de radiosonda
Simulación numérica
Capa adiabática
Número de Froude
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 4
Citaciones: Sin citaciones
Se investigó el flujo de la capa límite planetaria (PBL) sobre un terreno complejo durante un evento de oleada de frío utilizando mediciones de radiosondeo cada 3 horas en ubicaciones a favor del viento, cerca de la cresta y a sotavento de montañas en la parte noreste de la República de Corea, así como una simulación numérica de alta resolución (333 m). Una oleada de frío ocurrió el 23 de enero de 2018 y duró 4 días. Analizamos el día de inicio de la oleada de frío cuando la temperatura del aire cayó rápidamente. El análisis de los datos de radiosondeo muestra que la PBL se caracterizó por una capa adiabática con una fuerte inversión de capping en la mañana temprano y en la tarde, así como durante el día en los sitios a favor del viento y cerca de la cresta. El flujo de la PBL en el sitio cerca de la cresta fue el más fuerte entre los tres sitios, excepto a las 0600 hora estándar local (LST), cuando el flujo de la PBL en el lado de sotavento fue el más fuerte. Realizamos simulaciones numéricas de alta resolución (333 m) utilizando el modelo de Investigación y Pronóstico del Tiempo (WRF). La PBL adiabática en el sitio a favor del viento a las 0600 LST fue simulada, aunque su profundidad fue subestimada. El modelo reprodujo el fuerte viento a baja altura a las 0600 LST y un gran cizallamiento del viento durante el día en el lado de sotavento, pero no capturó el momento exacto del gran cizallamiento del viento. El modelo mostró un buen rendimiento general en la simulación del perfil vertical de la temperatura potencial virtual y el viento por debajo de 2 km sobre el nivel del suelo en los tres sitios, con un alto índice de acuerdo (IOA) excepto para el viento a las 1200 y 1500 LST en el lado de sotavento. Para examinar la causa del comportamiento diferente del flujo de la PBL en el lado de sotavento de las montañas entre las 0600 LST y el día, calculamos el número de Froude para el flujo de la PBL utilizando mediciones de radiosondeo basadas en la teoría de agua poco profunda de gravedad reducida (RGSW). A las 0600 LST, el número de Froude a favor del viento estaba cerca de 1, mientras que durante el día, estaba mucho más bajo que 1. El comportamiento observado del flujo a sotavento fue consistente con el cambio de régimen de flujo de una sola capa sobre un obstáculo con cambios; el flujo con un salto de sotavento propagante cambia a uno con un salto de sotavento estacionario con disminución. La simulación numérica muestra que el empinamiento de las líneas de corriente del campo de ondas de sotavento conduce a una estructura similar a un salto en el lado de sotavento de las montañas durante el día.
Descripción
Se investigó el flujo de la capa límite planetaria (PBL) sobre un terreno complejo durante un evento de oleada de frío utilizando mediciones de radiosondeo cada 3 horas en ubicaciones a favor del viento, cerca de la cresta y a sotavento de montañas en la parte noreste de la República de Corea, así como una simulación numérica de alta resolución (333 m). Una oleada de frío ocurrió el 23 de enero de 2018 y duró 4 días. Analizamos el día de inicio de la oleada de frío cuando la temperatura del aire cayó rápidamente. El análisis de los datos de radiosondeo muestra que la PBL se caracterizó por una capa adiabática con una fuerte inversión de capping en la mañana temprano y en la tarde, así como durante el día en los sitios a favor del viento y cerca de la cresta. El flujo de la PBL en el sitio cerca de la cresta fue el más fuerte entre los tres sitios, excepto a las 0600 hora estándar local (LST), cuando el flujo de la PBL en el lado de sotavento fue el más fuerte. Realizamos simulaciones numéricas de alta resolución (333 m) utilizando el modelo de Investigación y Pronóstico del Tiempo (WRF). La PBL adiabática en el sitio a favor del viento a las 0600 LST fue simulada, aunque su profundidad fue subestimada. El modelo reprodujo el fuerte viento a baja altura a las 0600 LST y un gran cizallamiento del viento durante el día en el lado de sotavento, pero no capturó el momento exacto del gran cizallamiento del viento. El modelo mostró un buen rendimiento general en la simulación del perfil vertical de la temperatura potencial virtual y el viento por debajo de 2 km sobre el nivel del suelo en los tres sitios, con un alto índice de acuerdo (IOA) excepto para el viento a las 1200 y 1500 LST en el lado de sotavento. Para examinar la causa del comportamiento diferente del flujo de la PBL en el lado de sotavento de las montañas entre las 0600 LST y el día, calculamos el número de Froude para el flujo de la PBL utilizando mediciones de radiosondeo basadas en la teoría de agua poco profunda de gravedad reducida (RGSW). A las 0600 LST, el número de Froude a favor del viento estaba cerca de 1, mientras que durante el día, estaba mucho más bajo que 1. El comportamiento observado del flujo a sotavento fue consistente con el cambio de régimen de flujo de una sola capa sobre un obstáculo con cambios; el flujo con un salto de sotavento propagante cambia a uno con un salto de sotavento estacionario con disminución. La simulación numérica muestra que el empinamiento de las líneas de corriente del campo de ondas de sotavento conduce a una estructura similar a un salto en el lado de sotavento de las montañas durante el día.