Kadarsah

Meteorologi dan Sains Atmosfer

Beberapa Skema Parameterisasi Awan Kumulus

Posted by kadarsah pada April 1, 2008

SkemaAnthes-Kuo

Asumsi

Kelebihan

Kelemahan

1. Penutup/batas skema berdasarkan asumsi bahwa intensitas subgrid konveksi dalam sesuai dengan integrasi vertical konvergensi massa air dalam suatu kolom grid.

2. Bagi konvergensi pengembunan yang memicu konveksi,kedalaman awan dan ABE (available buoyant energy) dalam kolom harus melebihi nilai minimum.

3. Penutup/batas skema konvergensi pengembunan diasumsikan bahwa area suatu grid box lebih besar dibanding dengan area konvektif updraft.

4. Konvergensi air dapat digunakan untuk menghasilkan hujan atau melembabkan kolom. Bagian hujan yang lain merupakan fungsi rata-rata kelembaban relative dari suatu kolom

1. Batas konvergensi pengembunan sangat baik untuk daerah tropis dan penerapan pada grid yang kasar.

2. Memiliki kelebihan yang baik untuk skala global seperti NCEP,NGM dan model global lainnya

3. Penambahan skala berdasarkan data empiric dari profil untuk kalor bersih dan kelembaban dari konveksi yang memungkinkan efisiensi perhitungan timbale balik ke lingkungan

1. Untuk ukuran 30 km atau kurang dapat menghasilkan curah hujan yang sangat lebat

2. Tidak memasukan konvektif downdraft, dan hal tersebut tidak baik untuk simulasi system konvektif mesoscale yang dipengaruhi oleh aliran boundary.

Skema arakawa-Schubert

Asumsi

Kelebihan

Kelemahan

1. Awan yang terbentuk merupakan gabungan dari awan-awan kecil dengan mengurangi awan lainnya.

2. Batas/penutup berdasarkan asumsi bahwa intensitas dikontrol oleh fungsi awan, yang mengukur timbulnya gaya bouyanci yang terintegrasi dalam lingkungan tersebut, yang berhubungan dengan timbulnya energi kinetic disisi awan. Sehingga konveksi disekitarnya menghalangi laju produksi bouyanci pada tiap grid

3. Model awan memasukan efek menjalar, tetapi penurunan hanya terjadi pada puncak awan dan didefinisikan sebagai keadaan steady-state .

4. Laju hujan merupakan bagian dari air cair updraft, yang bergantung pada ukuran awan dan wind shear.

1. Memasukan sekumpulan awan yang secara fisik lebih beralasan dibanding memasukan semua jenis parameterisasi dalam suatu grid box

2. Skema terbaik untuk konveksi yang terjadi didaerah laut tropis dimana laju munculnya buoyancy berlangsung secara gradual.

1. Fungsi cloud-work yang membatasi skema tidak tepat dihubungkan dengan keadaan non-steady-state seperti konveksi ekplosive di kontingen lintang menengah

2. Lebih memerlukan biaya dalam melakukan perhitungan untuk awan

3. Tidak memasukan skala konvektif downdraft

Skema Fritsch-Chappell

Asumsi

Kelebihan

Kelemahan

1. Sesuai untuk panjang grid 10-30 km

2. Jumlah aktivitas konvektif berasal dari konsep energi potensial bouyanci (PBE) atau area positif pada diagram termodinamika antara level konveksi bebas (LFC=level of free convection) dan level kesetimbangan. Energi ini menjadi berguna jika daerah negative dibawah LFC dapat terjadi,sehingga suatu parsel awan mencapai LFC dengan pergerakan vertical yang positif. Sehingga CAPE (Convective available Potential Energy) adalah PBE-daerah negative dibawah LFC.

3. Skala wakti konveksi,tc didefinisikan sebagai waktu adveksi yang panjangnya dibagi oleh kecepatan angina horizontal(DX/|v|)

4. Penutup/batas berdasarkan asumsi dimana kencendrungan konveksi seperti CAPE dalam suatu kolom dihilangkan dengan suatu konveksi dengan waktutc

5. Updraft dan downdraft dihitung secara terpisah. Model awan memungkinkan parcel dimasukan kedalam updraft. Penurunan awan hanya terjadipada puncaknya melalui dasar awan dengan mekanisme downdraft.

6. Area inisialisasi updraft diasumsikan menjadi 1 % dan submodel mengalami iterasi sampai penghitungan updraft/downdraft menghilangkan semua CAPE selama tc

7. Mekanisme trigger berdasarkan kondisi parsel dengan Tv dan qv ( rata-rata nilai untuk subcloud mixed layer), dengan temperatur pertubasi,DT, yang dapat mencapai LFC dengan bouyanci positif.Pertubasi DT=C1w dimana C1 merupakan konstanta dan w merupakan kecepatan vertikal saat LFC.

1. Memungkinkan CAPE sesuai untuk badai dataran luas

2. Parameter konvektif pertama khusus didesain untuk meso-

4. Tidak dapat menghemat air dan massa air

Betts-Miller

Asumsi

Kelebihan

Kelemahan

1. Terdapat struktur termodinamika quasi-equilibrum dimana lingkungannya berpindah akibat konveksi. Struktur ini dapat didefinisikan dalam mixing line yang ditentukan dari data observasi

2. Untuk tujuan representasi konveksi dari model global, hal tersebut tidak penting untuk secara ekplisit menampilkan pemanasan dan kelembaban yang disebabkan oleh proses subgrid updraft, downdraft, peluruhan dan pembentukan. Dengan asumsi bahwa keserdahaan desain akan lebih efisien dan mengurangi eror, semuanya dibuat secara implisit.

3. Batas skema diasumsikan bahwa laju saat kelabilan konvektif ditimbulkan dalam suatu lingkungan yang menentukan bagaimana kecepatan profil lingkungan berubah menurut mixing-line. Skala waktu relaksasi untuk konvektif selama 2 jam

1. Batas mixing-line didesain untuk laut tropis,grid yang kasar dan kasus-kasus yang mempengaruhi lingkungan

2. Sangat sempurna untuk berbagai variasi aplikasi dan dapat mengadaptasi untuk mesoscale dengan penyesuaian beberapa parameter. Hal tersebut digunakan dalam operasional NCEP Eta Model.

1. Tidak memasukan parameter downdraft convektif

2. Batas mixing-line muncul kurang tepat dalam kasus konvektif dalam yang ekplosif dan tidak langsung menimbulkan skala tinggi dan rendag dari meso-

Grell

Asumsi

Kelebihan

Kelemahan

1. awan konveksi dalam untuk semua grid

2. Skema awal berasal dari fungsi cloud-work Arakawa-Schubert untuk batasnya, tetapi kemudian berubah menggunakan CAPE sebagaimana Kain-Fritsch

3. Tidak ada pencampuran langsung secara lateral dengan lingkungan, kecuali pada level awal atau akhir dair updraft/downdraft. Sehingga fluks massa konstan menurut ketinggian

4. Fraksi area yang menutupi updraft dan downdraft dalam suatu kolom adalah kecil. Hal ini memungkinkan skema untuk memperbaiki, meskipun beberapa derajat range masih sangat penting.

1. Skema yang sangat sempurna yang dimodifikasi sehingga seperti Kain-Fritsch

2. Memasukan efek downdraft

3. Sangat baik untuk ukuran grid 10-12km

1. Karakteristik Arakawa-Schubert pada batas skema sebagian besar diganti

2. Tidak ada efek entrainment-detrainment

Kain-Fritsch

Asumsi

Kelebihan

Kelemahan

1. Skema Fritsch-Chappell masih dipertahankan termasuk CAPE

2. model awan diformulasikan menjadi detrainment-entrainment dengan parsel bouyanci yang dihitung sebagai fungsi dari parsel yang tercampur secara lateral anatar lingkungan dan updraft.

3. Perbedaan di reformulasikan menjadi kekelan massa,energi panas, massa dan momentum

4. Didesain untuk ukuran grid 20-25 km

5. Memuat proses fisik awan yang sangat lengkap dalam parameterisasi konvektif

6. Parameter downdraft memungkinkan simulasi lebih baik untuk respon skala meso dan memungkinkan untuk sebagian besar skema

3. Batas CAPE tidak sesuai untuk lingkungan tropis dan dapat menyebabkan konveksi yang sangat kua

PENN State Shallow Convection

sumsi

Kelebihan

Kelemahan

1. Batasa skema berdasarkan asumsi bahwa intensitas konveksi, dalam hal fluks massa cloud-base, yang dikontrol oleh suatu energi kinetic turbulen boundary-layer (TKE) dan CAPE dalam sauatu kolom

2. Radius awan merupakan fungsi dari kedalaman PBL ( Planetary Boundary Layer) dan awan.

3. Puncak tinggi awan tumbuh pada bagian dari kecepatan maksimum updraft ini terjadi sebab hambatan terdapat pada lingkungan di atas awan

4. Massa awan meluruh dari updraft konvektif dangkal yang tidak tercampur seketika dengan lingkungan, tetapi menjadi bagian dari NBC ( Nearly-neutrally buoyancy cloud) pada level penurunan.

5. LWC ( liquid water content) dan area NBC di prediksi berdasarkan sumber updraft cumulus, adveksi sifat-sifat awan, dan disipasi dari campuran, instabilitas, dan proses presipitasi.

6. Inisialisasi updraft parsel dilepaskan di puncak PBL, yang memiliki panas dan embun yang didefinisikan dari udara, setidaknya paling rendah sebesar 20 % PBL, dan kecepatan vertical berdasarkan nilai maksimum TKE dalam PBL.

7. Efek radiasi dari awan dangkal memasukan efek random vertical sebagian dari NBC

1. Batasan massa fluks hybrid yang konsisten dengan cumulus-forcing di atmosfer.

2. Inklusi NBC menghasilkan fleksibilitas antara stratocumulus dan lingkungan cumulus.

3. Transisi secara bertahap dari konveksi dangkal ke konveksi dalam menjadi awan stratiform yang solid.

4. Sesuai dengan lingkungan laut dan daratan dan digunakan untuk model skala meso.

1. Sejumlah parameter dan proses subgrid memerlukan penelitian lebih lanjut dan pemodelan berdasarkan LES dan tambahan observasi

2. Memerlukan tes lebih lanjut danevaluasi dalam variasi lingkungan 3-D.

SkemaAnthes-Kuo

Asumsi

Kelebihan

Kelemahan

1. Penutup/batas skema berdasarkan asumsi bahwa intensitas subgrid konveksi dalam sesuai dengan integrasi vertical konvergensi massa air dalam suatu kolom grid.

2. Bagi konvergensi pengembunan yang memicu konveksi,kedalaman awan dan ABE (available buoyant energy) dalam kolom harus melebihi nilai minimum.

3. Penutup/batas skema konvergensi pengembunan diasumsikan bahwa area suatu grid box lebih besar dibanding dengan area konvektif updraft.

4. Konvergensi air dapat digunakan untuk menghasilkan hujan atau melembabkan kolom. Bagian hujan yang lain merupakan fungsi rata-rata kelembaban relative dari suatu kolom

1. Batas konvergensi pengembunan sangat baik untuk daerah tropis dan penerapan pada grid yang kasar.

2. Memiliki kelebihan yang baik untuk skala global seperti NCEP,NGM dan model global lainnya

3. Penambahan skala berdasarkan data empiric dari profil untuk kalor bersih dan kelembaban dari konveksi yang memungkinkan efisiensi perhitungan timbale balik ke lingkungan

1. Untuk ukuran 30 km atau kurang dapat menghasilkan curah hujan yang sangat lebat

2. Tidak memasukan konvektif downdraft, dan hal tersebut tidak baik untuk simulasi system konvektif mesoscale yang dipengaruhi oleh aliran boundary.


Skema arakawa-Schubert

Asumsi

Kelebihan

Kelemahan

1. Awan yang terbentuk merupakan gabungan dari awan-awan kecil dengan mengurangi awan lainnya.

2. Batas/penutup berdasarkan asumsi bahwa intensitas dikontrol oleh fungsi awan, yang mengukur timbulnya gaya bouyanci yang terintegrasi dalam lingkungan tersebut, yang berhubungan dengan timbulnya energi kinetic disisi awan. Sehingga konveksi disekitarnya menghalangi laju produksi bouyanci pada tiap grid

3. Model awan memasukan efek menjalar, tetapi penurunan hanya terjadi pada puncak awan dan didefinisikan sebagai keadaan steady-state .

4. Laju hujan merupakan bagian dari air cair updraft, yang bergantung pada ukuran awan dan wind shear.

1. Memasukan sekumpulan awan yang secara fisik lebih beralasan dibanding memasukan semua jenis parameterisasi dalam suatu grid box

2. Skema terbaik untuk konveksi yang terjadi didaerah laut tropis dimana laju munculnya buoyancy berlangsung secara gradual.

1. Fungsi cloud-work yang membatasi skema tidak tepat dihubungkan dengan keadaan non-steady-state seperti konveksi ekplosive di kontingen lintang menengah

2. Lebih memerlukan biaya dalam melakukan perhitungan untuk awan

3. Tidak memasukan skala konvektif downdraft

Skema Fritsch-Chappell

Asumsi

Kelebihan

Kelemahan

1. Sesuai untuk panjang grid 10-30 km

2. Jumlah aktivitas konvektif berasal dari konsep energi potensial bouyanci (PBE) atau area positif pada diagram termodinamika antara level konveksi bebas (LFC=level of free convection) dan level kesetimbangan. Energi ini menjadi berguna jika daerah negative dibawah LFC dapat terjadi,sehingga suatu parsel awan mencapai LFC dengan pergerakan vertical yang positif. Sehingga CAPE (Convective available Potential Energy) adalah PBE-daerah negative dibawah LFC.

3. Skala wakti konveksi,tc didefinisikan sebagai waktu adveksi yang panjangnya dibagi oleh kecepatan angina horizontal(DX/|v|)

4. Penutup/batas berdasarkan asumsi dimana kencendrungan konveksi seperti CAPE dalam suatu kolom dihilangkan dengan suatu konveksi dengan waktutc

5. Updraft dan downdraft dihitung secara terpisah. Model awan memungkinkan parcel dimasukan kedalam updraft. Penurunan awan hanya terjadipada puncaknya melalui dasar awan dengan mekanisme downdraft.

6. Area inisialisasi updraft diasumsikan menjadi 1 % dan submodel mengalami iterasi sampai penghitungan updraft/downdraft menghilangkan semua CAPE selama tc

7. Mekanisme trigger berdasarkan kondisi parsel dengan Tv dan qv ( rata-rata nilai untuk subcloud mixed layer), dengan temperatur pertubasi,DT, yang dapat mencapai LFC dengan bouyanci positif.Pertubasi DT=C1w dimana C1 merupakan konstanta dan w merupakan kecepatan vertikal saat LFC.

1. Memungkinkan CAPE sesuai untuk badai dataran luas

2. Parameter konvektif pertama khusus didesain untuk meso-

4. Tidak dapat menghemat air dan massa air


Betts-Miller

Asumsi

Kelebihan

Kelemahan

1. Terdapat struktur termodinamika quasi-equilibrum dimana lingkungannya berpindah akibat konveksi. Struktur ini dapat didefinisikan dalam mixing line yang ditentukan dari data observasi

2. Untuk tujuan representasi konveksi dari model global, hal tersebut tidak penting untuk secara ekplisit menampilkan pemanasan dan kelembaban yang disebabkan oleh proses subgrid updraft, downdraft, peluruhan dan pembentukan. Dengan asumsi bahwa keserdahaan desain akan lebih efisien dan mengurangi eror, semuanya dibuat secara implisit.

3. Batas skema diasumsikan bahwa laju saat kelabilan konvektif ditimbulkan dalam suatu lingkungan yang menentukan bagaimana kecepatan profil lingkungan berubah menurut mixing-line. Skala waktu relaksasi untuk konvektif selama 2 jam

1. Batas mixing-line didesain untuk laut tropis,grid yang kasar dan kasus-kasus yang mempengaruhi lingkungan

2. Sangat sempurna untuk berbagai variasi aplikasi dan dapat mengadaptasi untuk mesoscale dengan penyesuaian beberapa parameter. Hal tersebut digunakan dalam operasional NCEP Eta Model.

1. Tidak memasukan parameter downdraft convektif

2. Batas mixing-line muncul kurang tepat dalam kasus konvektif dalam yang ekplosif dan tidak langsung menimbulkan skala tinggi dan rendag dari meso-

Grell

Asumsi

Kelebihan

Kelemahan

1. awan konveksi dalam untuk semua grid

2. Skema awal berasal dari fungsi cloud-work Arakawa-Schubert untuk batasnya, tetapi kemudian berubah menggunakan CAPE sebagaimana Kain-Fritsch

3. Tidak ada pencampuran langsung secara lateral dengan lingkungan, kecuali pada level awal atau akhir dair updraft/downdraft. Sehingga fluks massa konstan menurut ketinggian

4. Fraksi area yang menutupi updraft dan downdraft dalam suatu kolom adalah kecil. Hal ini memungkinkan skema untuk memperbaiki, meskipun beberapa derajat range masih sangat penting.

1. Skema yang sangat sempurna yang dimodifikasi sehingga seperti Kain-Fritsch

2. Memasukan efek downdraft

3. Sangat baik untuk ukuran grid 10-12km

1. Karakteristik Arakawa-Schubert pada batas skema sebagian besar diganti

2. Tidak ada efek entrainment-detrainment

Kain-Fritsch

Asumsi

Kelebihan

Kelemahan

1. Skema Fritsch-Chappell masih dipertahankan termasuk CAPE

2. model awan diformulasikan menjadi detrainment-entrainment dengan parsel bouyanci yang dihitung sebagai fungsi dari parsel yang tercampur secara lateral anatar lingkungan dan updraft.

3. Perbedaan di reformulasikan menjadi kekelan massa,energi panas, massa dan momentum

4. Didesain untuk ukuran grid 20-25 km

5. Memuat proses fisik awan yang sangat lengkap dalam parameterisasi konvektif

6. Parameter downdraft memungkinkan simulasi lebih baik untuk respon skala meso dan memungkinkan untuk sebagian besar skema

3. Batas CAPE tidak sesuai untuk lingkungan tropis dan dapat menyebabkan konveksi yang sangat kuat

PENN State Shallow Convection

Asumsi

Kelebihan

Kelemahan

1. Batasa skema berdasarkan asumsi bahwa intensitas konveksi, dalam hal fluks massa cloud-base, yang dikontrol oleh suatu energi kinetic turbulen boundary-layer (TKE) dan CAPE dalam sauatu kolom

2. Radius awan merupakan fungsi dari kedalaman PBL ( Planetary Boundary Layer) dan awan.

3. Puncak tinggi awan tumbuh pada bagian dari kecepatan maksimum updraft ini terjadi sebab hambatan terdapat pada lingkungan di atas awan

4. Massa awan meluruh dari updraft konvektif dangkal yang tidak tercampur seketika dengan lingkungan, tetapi menjadi bagian dari NBC ( Nearly-neutrally buoyancy cloud) pada level penurunan.

5. LWC ( liquid water content) dan area NBC di prediksi berdasarkan sumber updraft cumulus, adveksi sifat-sifat awan, dan disipasi dari campuran, instabilitas, dan proses presipitasi.

6. Inisialisasi updraft parsel dilepaskan di puncak PBL, yang memiliki panas dan embun yang didefinisikan dari udara, setidaknya paling rendah sebesar 20 % PBL, dan kecepatan vertical berdasarkan nilai maksimum TKE dalam PBL.

7. Efek radiasi dari awan dangkal memasukan efek random vertical sebagian dari NBC

1. Batasan massa fluks hybrid yang konsisten dengan cumulus-forcing di atmosfer.

2. Inklusi NBC menghasilkan fleksibilitas antara stratocumulus dan lingkungan cumulus.

3. Transisi secara bertahap dari konveksi dangkal ke konveksi dalam menjadi awan stratiform yang solid.

4. Sesuai dengan lingkungan laut dan daratan dan digunakan untuk model skala meso.

1. Sejumlah parameter dan proses subgrid memerlukan penelitian lebih lanjut dan pemodelan berdasarkan LES dan tambahan observasi

2. Memerlukan tes lebih lanjut danevaluasi dalam variasi lingkungan 3-D.

3 Tanggapan to “Beberapa Skema Parameterisasi Awan Kumulus”

  1. ghiyats said

    trimakasih atas infonya sangat memantu dalam kuliah saya….^^

  2. Abiseno said

    Artikel yang menyelamatkan Pemodelan Meteorologi 2 saya, terima kasih..

  3. Carri said

    Lost your car keys, or perhaps inadvertently broke in thhe ignition. These services are provided on 24 hour basis
    to all the customers within BS postcodes. residential, commercial and automotive locks repair needs is the one whose servvices can be trusted.

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

 
%d blogger menyukai ini: