Skip to main content

Cloud-shadow effects on the structure of the convective boundary layer

Buy Article:

$39.00 plus tax (Refund Policy)

Abstract:

The influence of shadow from a broken cloud layer at top of a convective boundary layer (CBL) on the turbulent flow structure in the layer is investigated. The study addresses fair weather shallow convection over dry land surfaces as exemplified by a high-resolution satellite observation. A three-dimensional Monte-Carlo radiative transfer calculation reveals the strong reduction of net solar flux in the shadow of such clouds with some enhancement between the clouds. The turbulent convection is studied using a simple conceptional model and a large eddy simulation. The models assume total shadow below clouds, instantaneous response of the vertical heat flux to shadow, and the kinematic association of clouds with updrafts in the upper CBL. The study shows that the convective motion is necessarily nonsteady in case of vertical shadow. With shadow the convective turbulent motions are of smaller scales compared to the reference case without shadow. Any asymmetry due to shadow for non-zero solar zenith angle has only very small impact on the turbulent motion field.

Zusammenfassung Der Einfluss von Schatten einer durchbrochenen Bewo¨lkung am Oberrand der konvektiven Grenzschicht auf die Struktur der Turbulenz in der Grenzschicht wird untersucht. Die Studie befasst sich mit der Konvektion bei Scho¨nwetter u¨ber trockenen Landoberfla¨chen wie beispielsweise in einem hochauflo¨senden Satellitenbild sichtbar. Eine drei-dimensionale Monte-Carlo Strahlungstransportrechnung zeigt die erwartete starke Reduktion des solaren Netto-Strahlungsflusses im Schatten und eine Zunahme der Strahlung zwischen den Wolken. Die turbulente Konvektion wird mit einem einfachen konzeptionellen Model und einer Grobstruktursimulation untersucht. Das Modell unterstellt totalen Schatten unterhalb der Wolken, sofortige Reaktion des vertikalen Wa¨rmestroms auf Schatten und die unmittelbare Bildung von Wolken im oberen Teil der Aufwinde der konvektiven Grenzschicht. Es zeigt sich, dass die Konvektion bei vertikalem Schatten nicht stationa¨r sein kann. Mit Schatten ist die konvektive Turbulenz kleinskaliger im Vergleich zum Referenzfall ohne Schatten. Unsymmetrien infolge Schattens bei schra¨gstehender Sonne haben nur einen sehr kleinen Einfluss auf das turbulente Bewegungsfeld.

Keywords:

Document Type: Research Article

DOI: http://dx.doi.org/10.1127/0941-2948/2002/0011-0285

Publication date: July 1, 2002

More about this publication?
  • Meteorologische Zeitschrift (originally founded in 1866) is the joint periodical of the meteorological societies of Austria, Germany and Switzerland. It accepts high-quality peer-reviewed manuscripts on all aspects of observational, theoretical and computational research out of the entire field of meteorology, including climatology. Meteorologische Zeitschrift represents a natural forum for the meteorological community of Central Europe and worldwide.
  • Editorial Board
  • Information for Authors
  • Submit a Paper
  • Subscribe to this Title
  • ingentaconnect is not responsible for the content or availability of external websites
schweiz/mz/2002/00000011/00000004/art00008
dcterms_title,dcterms_description,pub_keyword
6
5
20
40
5

Access Key

Free Content
Free content
New Content
New content
Open Access Content
Open access content
Subscribed Content
Subscribed content
Free Trial Content
Free trial content
Cookie Policy
X
Cookie Policy
ingentaconnect website makes use of cookies so as to keep track of data that you have filled in. I am Happy with this Find out more