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Orographic influence on deep convection: case study and sensitivity experiments

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Abstract:

The non hydrostatic convection resolving model MOLOCH is employed in order to evaluate its capability to realistically simulate the evolution of the mesoscale convective system responsible for an episode of extremely heavy rainfall and flood over southeastern France (Gard event, 2002). Numerical experiments indicate large sensitivity of modelled precipitation amounts and distribution, due to different cell organization and propagation, to the specification of the initial conditions. Among different experimented initialization times (00, 06 and 12 UTC, September 8) the run starting at 06 UTC is able to predict the development and the almost stationary behaviour of the convective system, at least in the early stage of the event. Additional experiments, aimed at studying the role played by the orography in triggering the convection and controlling its evolution, have been performed in order to characterize sensitivity to ambient wind and orography. Simulations demonstrate that the presence of the orographic barrier is crucial for both triggering and maintaining the mesoscale convective system. Moreover, the location and intensity of precipitation turns out to be sensitive to variations of the mountain height and of the mean meridional wind component. A partial explanation of this behaviour in terms of the Froude number is suggested.

German
Das nichthydrostatische, die Konvektion explizit berechnende Modell MOLOCH wird angewendet, um seine Fähigkeit, die Entwicklung eines mesoskaligen konvektiven Systems, das für ein extremes Regen- und Überschwemmungsereignis in Südost-Frankreich verantwortlich war, realistisch zu simulieren (Gard-Ereignis 2002). Numerische Experimente zeigen eine große Sensitivität der modellierten Niederschlagsmenge und -verteilung von den vorgegebenen Anfangsbedingungen auf Grund der unterschiedlichen Organisation und Verlagerung der Konvektionszellen. Unter den verschiedenen ausgetesteten Startterminen (00, 06 und 12Z am 8. September) erweist sich die zum 06Z-Termin gestartete Simulation als in der Lage, die Entwicklung und das nahezu stationäre Verhalten des konvektiven Systems zumindest in der Anfangsphase vorherzusagen. Weitere Experimente, die darauf abzielten, die Rolle der Orographie bei der Auslösung und der weiteren Entwicklung der Konvektion zu analysieren, charakterisieren die Sensitivität der Simulation gegenüber dem großräumigen Windfeld und der Orographie. Die Simulationen zeigen, dass das Vorhandensein eines Gebirgszuges sowohl für das Auslösen als auch das weitere Unterhalten eines mesoskaligen konvektiven Systems entscheidend ist. Darüber hinaus erweist sich, dass sowohl Variationen der Gebirgshöhe als auch der meridionalen Windkomponente den Ort und die Intensität des Niederschlags beeinflussen. Eine teilweise Erklärung dieses Verhaltens unter der Verwendung der Froude-Zahl wird vorgeschlagen.

Document Type: Research Article

DOI: https://doi.org/10.1127/0941-2948/2006/0118

Publication date: 2006-04-01

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