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A numerical study of the first phase of a deep Mediterranean cyclone: Cyclogenesis in the lee of the Atlas Mountains

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The initiation of a deep and severe impact Mediterranean cyclone in the lee of the Atlas Mountains is investigated by a series of numerical experiments using the MM5 forecast model. The roles of orography, surface sensible heat flux and upper-level potential vorticity anomaly are identified using the factor separation method. In addition, a sensitivity experiment addressing the role of a thermal anomaly in the lee of the Atlas is performed. The results of model simulations show that orography blocking is responsible for the generation of a low-level shallow vortex in the first phase of the lee development. An upper-level potential vorticity anomaly is the principal ingredient of this event, responsible for a dominant deepening effect in the later stage of lee formation. The analysis of the cyclone paths shows that orography tends to keep the cyclone stationary, while upper-level dynamical factors prove crucial for the advection of the system to the Mediterranean Sea. The most noteworthy influence of surface sensible heat flux is identified as an afternoon destruction of the surface baroclinic zone and the associated weaker cyclogenesis. Furthermore, it is shown that the thermal anomaly in the lee of the Atlas builds up rather quickly and tends to be responsible for the cyclone initiation positioning in the mountain lee.

Die Anfangsphase einer großen Mittelmeerzyklone mit starkem Einfluss im Lee des Atlasgebirges wird in einer Reihe numerischer Experimente untersucht. Dabei wird das prognostische Modell MM5 angewendet. Die Rolle der Orographie, des Oberflächenflusses sensibler Wärme und der Anomalie der potenziellen vorticity wurde mithilfe der Factor Separations Methode ermittelt. Außerdem wurde ein Sensitivitätstest durchgeführt, um die Rolle einer thermischen Anomalie im Lee des Atlasgebirges festzustellen. Die Resultate der Modellsimulationen zeigen, dass die orographische Blockierung für das Entstehen eines flachen Bodenwirbels in der ersten Phase der Entwicklung einer Leezyklone verantwortlich ist. Eine Anomalie der potenziellen vorticity ist der Hauptbestandteil dieses Prozesses und verantwortlich für den dominanten Vertiefungseffekt in der späteren Phase der Leeentwicklung. Die Analyse der Trajektorie der Zyklone zeigt, dass die Orographie eine Tendenz dazu hat, die Zyklone stationär zu halten, während die dynamischen Höhenfaktoren für die Advektion des Systems zum Mittelmeer hin ausschlaggebend sind. Als wichtigster Einfluss des Oberflächenflusses sensibler Wärme wurde der nachmittägliche Abbau der baroklinen Bodenzone und die dazugehörige schwächere Zyklogenese identifiziert. Weiterhin wird gezeigt, dass sich die thermische Anomalie im Lee des Atlasgebirges ziemlich schnell entwickelt und für das anfängliche Positionieren der Zyklone im Lee des Gebirges verantwortlich ist.

Document Type: Research Article


Publication date: 2006-04-01

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