Simulaties van single cells, multicells en supercells
Bericht van: Alwin (Zeist-West) , 17-07-2007 21:19
Hoi mensen,
Gisteren werden er o.a. door mij supercells verwacht, die niet zijn opgetreden. Vandaag sprak ik mijn vermoeden uit, dat dit misschien kwam doordat de wind op 700 hPa ongeveer hetzelfde was als op 500 hPa (en niet beduidend zwakker of uit een andere richting).
Ook leek het mij mooi om een model te hebben waarmee je de dominante 'convectieve mode' kon bepalen, dus het soort buien dat je mag verwachten bij een bepaalde onstabiliteit (CAPE) en een bepaald windprofiel.
Ik bedacht me ineens dat er online allang resultaten van zulke modelsimulaties beschikbaar zijn. Deze zijn te bekijken in de COMET module "A convective storm matrix", zie de eerste module op deze website (wel even registreren). Hieronder zijn voor 16 verschillende windprofielen bij gematigde CAPE (2300 J/kg) de 'radarbeelden' van de buien 2 uur na hun ontstaan te zien, volgens deze 16 simulaties.
Gisteren kwam de situatie m.i. het meest overeen met het midden tussen C2 en D2, zie de tweede figuur, met als eenheid knopen (N.B. deel de getallen langs de assen dus door 2 voor de snelheidscomponenten in m/s). Het hodogram van de onderste 5 km was ongeveer een rechte lijn, en je mag deze rechte lijn verschuiven en draaien wat je wilt om een vergelijkbare situatie te krijgen (het gaat immers om de stromingen ten opzichte van de bui, niet t.o.v. het aardoppervlak).
Volgens de COMET module samenvattingen geeft dat de volgende scenario's bij gematigde CAPE:
C2: Zwak multicell systeem:
De oorspronkelijke cel splitst zich, maar de twee resulterende cellen zijn te zwak vanwege de marginale verticale windschering, en zij lossen snel op. Enkele nieuwe gewone cellen ontwikkelen zich langs en achter de 'downshear' (gisteren was dat de NNO'elijke) kant van de zich uitspreidende koude poel aan het aardoppervlak. De windschering onderin is echter te zwak ten opzichte van de circulatie van de koude poel om langs het windstotenfront voor genoeg optilling te zorgen die sterke nieuwe cellen produceert.
D2: Zich splitsende supercells die evolueren naar een langlevende multicell squall line:
De oorspronkelijke cell splitst zich en produceert gespiegelde cyclonale en anticyclonale supercells in reactie op de gematigd sterke unidirectionele windschering. Na 2 uur evolueert het systeem naar een langlevende squall line dwars op de windschering (gisteren zou de lijn dus WNW-OZO geöriënteerd zijn), wanneer de balans tussen de verticale windschering onderin en de circulatie van de koude poel voor genoeg optilling zorgen om aan de voorzijde nieuwe cellen te produceren. De oorspronkelijke gesplitste supercells blijven aan weerszijden van deze lijn bestaan.
In beide simulaties zie je dat de gele contouren (2.5 m/s stijgstroom) wel lijnvormig zijn.
Toch voldoen beide scenario's niet echt aan het beeld dat we gisteren zagen, maar ze houden ook geen rekening met de enorme windschering die tussen 5 en 7.5 km hoogte aanwezig was. In plaats daarvan wordt in de C2 en D2 simulaties aangenomen dat de wind boven de 5 km niet meer verandert, wat gisteren dus wel in grote mate het geval was. Wellicht is het interessant om ook de MCS Matrix module op de website te bekijken, want uiteindelijk hebben we -- vermoedelijk vanwege de lineaire forcering -- toch een paar MCS'en gekregen.
Nog even over de simulaties zelf: schitterend hè, die I2 en J2 plaatjes van resp. een rightmover en een leftmover! Je ziet zowaar een paar haakecho's verschijnen.
Nog even voor de echte liefhebbers: je kunt ook ook een 'quiz' over deze module maken waarna je een certificaat kunt krijgen als je meer dan 75% goed hebt. Ik had (zonder spieken uiteraard) 84% goed, wat mij eigenlijk nog een beetje tegenviel. Ach ja, ik gebruik parameters als BRN nou eenmaal niet.
In ieder geval wel geslaagd!
Groet,
Alwin
Dan nog even netjes de bronvermelding zoals deze gegeven dient te worden volgens COMET:
"The source of this material is the COMET® Website at http://meted.ucar.edu/ of the University Corporation for Atmospheric Research (UCAR) pursuant to Cooperative Agreements with the National Oceanic and Atmospheric Administration, Department of Commerce (DoC). ©1997-2006 University Corporation for Atmospheric Research. All Rights Reserved."
Dit zijn de 16 windprofielen. Beschrijving: The lower numbers on each HODOGRAPH button indicate shear magnitude (Us in m/s), the upper number indicates the depth AGL at the top of the shear layer. The hodographs show the domain motion (D), the approximate motion of the initial cell (I), and the subsequent motions for the left- (L) and right-most (R) cells (usually supercells). The mean system motion (M) is also included for cases in which a reasonably well-defined system centroid can be identified. The magnitude of the shear for each case is given by the parameter Us, which represents the length of the hodograph over the prescribed depth of the shear layer indicated by the highest red orange number on the hodograph (which ranges from 2.5 to 7.5 km AGL, depending on the case). CAPE, BRN, and BRN shear values are also presented here.
Dit is het windprofiel van gisteren. Deel de waarden langs de assen door 2 voor de snelheidscomponenten in m/s.
En dit zijn de 16 simulaties (van A2 tot P2) 2 uur na het ontstaan van de eerste cel. Dit is de zgn. "0.4 km (Low) View" mode van de simulaties:
This view depicts a horizontal cross-section (plan view) at a low level (0.4 km AGL) showing color contours of rainwater mixing ratio values. Because these can be approximately converted to reflectivity values, the view is similar to what might be observed with a modern radar.
Overlaid on this cross-section are wind vectors depicting the approximate storm-relative winds. For clarity, these are presented only at every other grid point (every 4 km). In addition, the yellow contours depict the 10 m/s updraft contours, in this view beginning with the 1.5 m/s contour. This view helps us to observe the development of notch and hook-type features, as well as rotational features, within each cell.
Gisteren werden er o.a. door mij supercells verwacht, die niet zijn opgetreden. Vandaag sprak ik mijn vermoeden uit, dat dit misschien kwam doordat de wind op 700 hPa ongeveer hetzelfde was als op 500 hPa (en niet beduidend zwakker of uit een andere richting).
Ook leek het mij mooi om een model te hebben waarmee je de dominante 'convectieve mode' kon bepalen, dus het soort buien dat je mag verwachten bij een bepaalde onstabiliteit (CAPE) en een bepaald windprofiel.
Ik bedacht me ineens dat er online allang resultaten van zulke modelsimulaties beschikbaar zijn. Deze zijn te bekijken in de COMET module "A convective storm matrix", zie de eerste module op deze website (wel even registreren). Hieronder zijn voor 16 verschillende windprofielen bij gematigde CAPE (2300 J/kg) de 'radarbeelden' van de buien 2 uur na hun ontstaan te zien, volgens deze 16 simulaties.
Gisteren kwam de situatie m.i. het meest overeen met het midden tussen C2 en D2, zie de tweede figuur, met als eenheid knopen (N.B. deel de getallen langs de assen dus door 2 voor de snelheidscomponenten in m/s). Het hodogram van de onderste 5 km was ongeveer een rechte lijn, en je mag deze rechte lijn verschuiven en draaien wat je wilt om een vergelijkbare situatie te krijgen (het gaat immers om de stromingen ten opzichte van de bui, niet t.o.v. het aardoppervlak).
Volgens de COMET module samenvattingen geeft dat de volgende scenario's bij gematigde CAPE:
C2: Zwak multicell systeem:
De oorspronkelijke cel splitst zich, maar de twee resulterende cellen zijn te zwak vanwege de marginale verticale windschering, en zij lossen snel op. Enkele nieuwe gewone cellen ontwikkelen zich langs en achter de 'downshear' (gisteren was dat de NNO'elijke) kant van de zich uitspreidende koude poel aan het aardoppervlak. De windschering onderin is echter te zwak ten opzichte van de circulatie van de koude poel om langs het windstotenfront voor genoeg optilling te zorgen die sterke nieuwe cellen produceert.
D2: Zich splitsende supercells die evolueren naar een langlevende multicell squall line:
De oorspronkelijke cell splitst zich en produceert gespiegelde cyclonale en anticyclonale supercells in reactie op de gematigd sterke unidirectionele windschering. Na 2 uur evolueert het systeem naar een langlevende squall line dwars op de windschering (gisteren zou de lijn dus WNW-OZO geöriënteerd zijn), wanneer de balans tussen de verticale windschering onderin en de circulatie van de koude poel voor genoeg optilling zorgen om aan de voorzijde nieuwe cellen te produceren. De oorspronkelijke gesplitste supercells blijven aan weerszijden van deze lijn bestaan.
In beide simulaties zie je dat de gele contouren (2.5 m/s stijgstroom) wel lijnvormig zijn.
Toch voldoen beide scenario's niet echt aan het beeld dat we gisteren zagen, maar ze houden ook geen rekening met de enorme windschering die tussen 5 en 7.5 km hoogte aanwezig was. In plaats daarvan wordt in de C2 en D2 simulaties aangenomen dat de wind boven de 5 km niet meer verandert, wat gisteren dus wel in grote mate het geval was. Wellicht is het interessant om ook de MCS Matrix module op de website te bekijken, want uiteindelijk hebben we -- vermoedelijk vanwege de lineaire forcering -- toch een paar MCS'en gekregen.
Nog even over de simulaties zelf: schitterend hè, die I2 en J2 plaatjes van resp. een rightmover en een leftmover! Je ziet zowaar een paar haakecho's verschijnen.
Nog even voor de echte liefhebbers: je kunt ook ook een 'quiz' over deze module maken waarna je een certificaat kunt krijgen als je meer dan 75% goed hebt. Ik had (zonder spieken uiteraard) 84% goed, wat mij eigenlijk nog een beetje tegenviel. Ach ja, ik gebruik parameters als BRN nou eenmaal niet.
In ieder geval wel geslaagd!
Groet,
Alwin
Dan nog even netjes de bronvermelding zoals deze gegeven dient te worden volgens COMET:
"The source of this material is the COMET® Website at http://meted.ucar.edu/ of the University Corporation for Atmospheric Research (UCAR) pursuant to Cooperative Agreements with the National Oceanic and Atmospheric Administration, Department of Commerce (DoC). ©1997-2006 University Corporation for Atmospheric Research. All Rights Reserved."
Dit zijn de 16 windprofielen. Beschrijving: The lower numbers on each HODOGRAPH button indicate shear magnitude (Us in m/s), the upper number indicates the depth AGL at the top of the shear layer. The hodographs show the domain motion (D), the approximate motion of the initial cell (I), and the subsequent motions for the left- (L) and right-most (R) cells (usually supercells). The mean system motion (M) is also included for cases in which a reasonably well-defined system centroid can be identified. The magnitude of the shear for each case is given by the parameter Us, which represents the length of the hodograph over the prescribed depth of the shear layer indicated by the highest red orange number on the hodograph (which ranges from 2.5 to 7.5 km AGL, depending on the case). CAPE, BRN, and BRN shear values are also presented here.
Dit is het windprofiel van gisteren. Deel de waarden langs de assen door 2 voor de snelheidscomponenten in m/s.
En dit zijn de 16 simulaties (van A2 tot P2) 2 uur na het ontstaan van de eerste cel. Dit is de zgn. "0.4 km (Low) View" mode van de simulaties:
This view depicts a horizontal cross-section (plan view) at a low level (0.4 km AGL) showing color contours of rainwater mixing ratio values. Because these can be approximately converted to reflectivity values, the view is similar to what might be observed with a modern radar.
Overlaid on this cross-section are wind vectors depicting the approximate storm-relative winds. For clarity, these are presented only at every other grid point (every 4 km). In addition, the yellow contours depict the 10 m/s updraft contours, in this view beginning with the 1.5 m/s contour. This view helps us to observe the development of notch and hook-type features, as well as rotational features, within each cell.
Bericht laatst bijgewerkt: 17-07-2007 21:26