Simulaciones de Flujos de Drenaje con Sombreado Topográfico y Física de Superficie Informan Modelos Analíticos
Autores: Connolly, Alex; Chow, Fotini Katopodes
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Astronomía
Palabras clave
Simulaciones de grandes remolinos
Radiación
Sombreado topográfico
Modelo de superficie terrestre
Dinámica del flujo de drenaje
Estructuras convectivas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 8
Citaciones: Sin citaciones
Realizamos simulaciones de grandes remolinos (LES) con radiación realista, incluyendo la sombra topográfica, y un modelo avanzado de superficie terrestre para investigar la dinámica del flujo de drenaje en una geometría de montaña de pendiente compuesta idealizada. Esto permite un análisis no solo de perfiles completamente desarrollados en estado estacionario, el tema de soluciones analíticas existentes, sino también de dinámicas transitorias en dos y tres dimensiones. El inicio del flujo descendente por la tarde está relacionado con la duración de la propagación del frente de sombra a lo largo de las laderas orientadas al este, para lo cual se deriva una forma analítica. Demostramos que la respuesta del flujo a este patrón de radiación está mediada por la inercia térmica de la tierra a través de la sensibilidad a la humedad del suelo. Las diferencias en el tiempo de inicio en lados opuestos de la cima se explican por estructuras convectivas que persisten después de la puesta del sol sobre las laderas occidentales cuando se considera la sombra topográfica. Aunque estos sistemas convectivos anteriores, así como la presencia de terrenos vecinos, inhiben el desarrollo inicial de los flujos de drenaje, el LES desarrolla un flujo aproximadamente en estado estacionario y completamente desarrollado sobre las pendientes finitas y el período nocturno finito. Esto permite una comparación con modelos analíticos restringidos a tales casos. Nuevas soluciones analíticas basadas en condiciones de contorno de flujo de calor superficial, que pueden ser estimadas por el modelo de superficie terrestre acoplado, sugieren la necesidad de una mejor representación de la difusividad de remolino para modelos analíticos de flujos de drenaje.
Descripción
Realizamos simulaciones de grandes remolinos (LES) con radiación realista, incluyendo la sombra topográfica, y un modelo avanzado de superficie terrestre para investigar la dinámica del flujo de drenaje en una geometría de montaña de pendiente compuesta idealizada. Esto permite un análisis no solo de perfiles completamente desarrollados en estado estacionario, el tema de soluciones analíticas existentes, sino también de dinámicas transitorias en dos y tres dimensiones. El inicio del flujo descendente por la tarde está relacionado con la duración de la propagación del frente de sombra a lo largo de las laderas orientadas al este, para lo cual se deriva una forma analítica. Demostramos que la respuesta del flujo a este patrón de radiación está mediada por la inercia térmica de la tierra a través de la sensibilidad a la humedad del suelo. Las diferencias en el tiempo de inicio en lados opuestos de la cima se explican por estructuras convectivas que persisten después de la puesta del sol sobre las laderas occidentales cuando se considera la sombra topográfica. Aunque estos sistemas convectivos anteriores, así como la presencia de terrenos vecinos, inhiben el desarrollo inicial de los flujos de drenaje, el LES desarrolla un flujo aproximadamente en estado estacionario y completamente desarrollado sobre las pendientes finitas y el período nocturno finito. Esto permite una comparación con modelos analíticos restringidos a tales casos. Nuevas soluciones analíticas basadas en condiciones de contorno de flujo de calor superficial, que pueden ser estimadas por el modelo de superficie terrestre acoplado, sugieren la necesidad de una mejor representación de la difusividad de remolino para modelos analíticos de flujos de drenaje.