Authors: Kuell, Volker; Bott, Andreas

Source: Meteorologische Zeitschrift, Volume 20, Number 2, April 2011 , pp. 227-241(15)

Publisher: E. Schweizerbart'sche Verlagsbuchhandlung

Abstract:

The hybrid mass flux convection scheme HYMACS has been proposed to simulate moist convection in nonhydrostatic numerical weather prediction models with grid sizes at which convection is partially resolved. Different to classical mass flux schemes HYMACS produces a net convective mass flux due to updrafts and downdrafts with resulting grid-scale pressure gradient forces. Thus, as a grid-scale reaction the environmental subsidence may cover several grid columns. Here, HYMACS is extended concerning the non-local effects of gust fronts and cell transport and aging in a way that convective cells can communicate also directly on the subgrid-scale without passing information only via grid-scale averages. Subgrid scale information of gust fronts from parameterized convective cells is used to initiate secondary cells by distributing a “trigger bonus“ to neighboring grid columns. In addition, a cell age is assigned to convective cells to parameterize a temporal development in cloud top height and precipitation. This cell age is then transported on the grid-scale to simulate the advection of convective cells. The extentions of HYMACS are demonstrated by means of both idealized and real case experiments.

German
Das hybride Massefluss-Konvektionsschema HYMACS wurde entwickelt, um Feuchte-Konvektion in nichthydrostatischen numerischen Wettervorhersagemodellen mit Gitterweiten zu simulierieren, bei denen Konvektion bereits teilweise aufgelöst wird. Im Unterschied zu klassischen Massefluss-Schemata produziert HYMACS einen konvektiven Netto-Massefluss aufgrund der konvektiven Auf- und Abwärtsströmungen, die dann gitterskalige Druckgradientenkräfte erzeugen. Daher kann die umgebende Subsidenz als gitterskalige Reaktion mehrere Gittersäulen bedecken. Hier wird HYMACS erweitert im Hinblick auf nichtlokale Effekte von Böenfronten und Zellentransport und -alterung insofern, dass konvektive Zellen auch direkt auf der Subgitterskala kommunizieren können, ohne Information ausschließlich über gitterskalige Mittelwerte austauschen zu müussen. Die subgitterskalige Information von Böenfronten parametrisierter konvektiver Zellen wird zur Initiierung sekundärer Zellen genutzt, indem ein “Trigger-Bonus“ an die benachbarten Gittersäulen verteilt wird. Zusätzlich wird den konvektiven Zellen ein Zellenalter zugewiesen, um eine zeitliche Entwicklung der Wolkenoberkantenhöhe und des Niederschlags zu parametrisieren. Dieses Zellenalter wird dann auf der Gitterskala transportiert, um die Advektion der Zellen zu simulieren. Diese Erweiterungen von HYMACS werden anhand von idealisierten Experimenten und realen Fallstudien vorgeführt.

Document Type: Research article

DOI: http://dx.doi.org/10.1127/0941-2948/2011/0212

Publication date: 2011-04-01

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

Related content

• In this: publication
• By this: publisher
• In this Subject: Meteorology & Climatology
• By this author: Kuell, Volker ;  Bott, Andreas

Website © Publishing Technology. Article copyright remains with the publisher, society or author(s) as specified within the article.

• Terms and conditions
• Privacy policy
• Information for advertisers