Investigación del Acoplamiento Tierra-Atmósfera durante la Tormenta de Lluvia Extrema del 20 de julio de 2021 sobre el Centro y Este de China
Autores: Guo, Yakai; Shao, Changliang; Su, Aifang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Astronomía
Palabras clave
Estudio
Tormenta de lluvia
China
Modelo
Acoplamiento
Métricas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 6
Citaciones: Sin citaciones
En este estudio, se simuló una tormenta de lluvia del tipo experimentado el 20 de julio de 2021 sobre el centro de China Oriental utilizando los conjuntos de datos de reanálisis de primera generación de China y los conjuntos de datos del Sistema de Asimilación de Datos de Tierra Global, y el modelo de superficie terrestre Noah acoplado con el modelo avanzado de investigación y pronóstico del tiempo. Con base en esto, se recopilaron los perfiles de la capa límite planetaria (PBL) en cuadrículas y los estados de conjunto dentro de las perturbaciones del suelo para investigar la cadena típica de acoplamiento tierra-atmósfera durante esta tormenta de lluvia modelada utilizando diversas métricas de acoplamiento local y métricas estadísticas de conjunto introducidas. Los resultados muestran que (1) excepto por la termodinámica estratosférica y la temperatura de superficie sobre áreas montañosas, las principales características de las capas atmosféricas medias-bajas y la superficie se han capturado bien en esta tormenta de lluvia modelada; (2) la intensidad de acoplamiento típica se caracteriza por la humectación dominante por la mañana, un factor de calentamiento PBL débil alrededor de las 2 de la tarde, un déficit de temperatura de mezcla boyante alrededor de 274 K al mediodía, contribuciones de flujo latente PBL y de superficie durante el día de alrededor de 100 y 280 W/m, respectivamente, y un acoplamiento significativo de flujo latente suelo-superficie por la tarde; y (3) se puede identificar una relación general negativa entre el suelo y la lluvia a partir de las métricas de conjunto en las que la energía estática húmeda es más significativa que la altura PBL, y esto es consistente con la importancia de la humectación de la superficie durante el día indicada por las métricas de acoplamiento local. Tomando la cadena de múltiples procesos en orden cronológico, el suelo húmedo contribuye en gran medida a la evaporación de humedad durante el día, lo que luego aumenta el calentamiento PBL temprano al mediodía y mejora la mezcla boyante del período del mediodía dentro del calentamiento húmedo débil; sin embargo, esto es reprimido por fuerzas a gran escala como los flujos superiores del suroeste de las tormentas de lluvia, que además moldean significativamente la distribución espacial de las métricas estadísticas. Estos acoplamientos locales cuantitativamente descritos durante el día destacan la aplicación local potencial para promover los esfuerzos de pronóstico meteorológico público, mientras que las altas diferencias espaciales en el acoplamiento indican diagnósticos de umbral más aplicables dentro de investigaciones espaciales de escala más fina.
Descripción
En este estudio, se simuló una tormenta de lluvia del tipo experimentado el 20 de julio de 2021 sobre el centro de China Oriental utilizando los conjuntos de datos de reanálisis de primera generación de China y los conjuntos de datos del Sistema de Asimilación de Datos de Tierra Global, y el modelo de superficie terrestre Noah acoplado con el modelo avanzado de investigación y pronóstico del tiempo. Con base en esto, se recopilaron los perfiles de la capa límite planetaria (PBL) en cuadrículas y los estados de conjunto dentro de las perturbaciones del suelo para investigar la cadena típica de acoplamiento tierra-atmósfera durante esta tormenta de lluvia modelada utilizando diversas métricas de acoplamiento local y métricas estadísticas de conjunto introducidas. Los resultados muestran que (1) excepto por la termodinámica estratosférica y la temperatura de superficie sobre áreas montañosas, las principales características de las capas atmosféricas medias-bajas y la superficie se han capturado bien en esta tormenta de lluvia modelada; (2) la intensidad de acoplamiento típica se caracteriza por la humectación dominante por la mañana, un factor de calentamiento PBL débil alrededor de las 2 de la tarde, un déficit de temperatura de mezcla boyante alrededor de 274 K al mediodía, contribuciones de flujo latente PBL y de superficie durante el día de alrededor de 100 y 280 W/m, respectivamente, y un acoplamiento significativo de flujo latente suelo-superficie por la tarde; y (3) se puede identificar una relación general negativa entre el suelo y la lluvia a partir de las métricas de conjunto en las que la energía estática húmeda es más significativa que la altura PBL, y esto es consistente con la importancia de la humectación de la superficie durante el día indicada por las métricas de acoplamiento local. Tomando la cadena de múltiples procesos en orden cronológico, el suelo húmedo contribuye en gran medida a la evaporación de humedad durante el día, lo que luego aumenta el calentamiento PBL temprano al mediodía y mejora la mezcla boyante del período del mediodía dentro del calentamiento húmedo débil; sin embargo, esto es reprimido por fuerzas a gran escala como los flujos superiores del suroeste de las tormentas de lluvia, que además moldean significativamente la distribución espacial de las métricas estadísticas. Estos acoplamientos locales cuantitativamente descritos durante el día destacan la aplicación local potencial para promover los esfuerzos de pronóstico meteorológico público, mientras que las altas diferencias espaciales en el acoplamiento indican diagnósticos de umbral más aplicables dentro de investigaciones espaciales de escala más fina.