Amélioration du schéma bulk à 2 moment pour les simulations LES de nuages de couche limite. O. Thouron, J.L Brenguier, F. Burnet

Part 1/7: Introduction Impact de l’entrainement sur le spectre de gouttelette Mélange avec une masse d’air sec: Dilution de la concentration Evaporation N / No RVRV R VO 3 3 Inhomogène N  dilution + évaporations R v constant Homogène N  dilution R v  évaporation Parcelle nuageuse initiale : - No: concentration initiale - Rvo: rayon volumique initial

DYCOMS-II RF03 SCMS-11/08 Burnet and Brenguier, JAS 2007 Part 1/7: Introduction Impact de l’entrainement sur le spectre de gouttelette

Question: Comment ce processus affecte il les propriétés radiatives et l’efficacité de précipitation du nuage? Outil: Modèle de recherche méso-NH: Configuration LES Schéma bulk à 2 moments: contenu en eau et concentration Condensation/Evaporation: ajustement à saturation Activation: diagnostique de la sursaturation maximum Mélange Homogène: concentration constante Part 1/7: Introduction Evaluer et améliorer les paramétrisations

Part 2/7: Evaluation Domaine: 5*5 km 2 avec une résolution horizontale de 50 m Résolution verticale de 10m dans la CN 2 cas idéalisés : Rapport de mélange en vapeur d’eau (g.m -2 ) Altitude Cas Humide Cas sec

Part 2/7: Evaluation Sec Humide

Sommet  Dilution N + Diagnostique de S max Activation au sommet du nuage Ajustement à saturation inapproprié à l’étude du mélange par entrainement Sec Humide Part 2/7: Evaluation

Part 3/7: Développement

Condensation Modèle sans ajustement  diagnostique de S Part 3/7: Développement

Condensation Modèle sans ajustement  diagnostique de S: Part 3/7: Développement

Condensation Modèle sans ajustement  diagnostique de S:  Taux de condensation et activation calculés à partir de la saturation maximum rencontrée par l’air nuageux durant dt: Approche valable pour des pas de temps < 0.5 s Solution numérique  pronostique de S Part 3/7: Développement

Pronostique de S: Part 3/7: Développement

Sec Humide Ajustement à saturation Diagnostique de la saturation maximum Mélange homogène Cas 1 Cas 2 Pronostique de la saturation Mélange homogène Part 4/7: Résultats

Sec Humide Ajustement à saturation Diagnostique de la saturation maximum Mélange homogène Cas 1 Cas 2 Pronostique de la saturation Mélange homogène Part 4/7: Résultats

Sec Humide Ajustement à saturation Diagnostique de la saturation maximum Mélange homogène Cas 1 Cas 2 Pronostique de la saturation Mélange homogène Part 4/7: Résultats

Ajustement à saturation Diagnostique de la saturation maximum Mélange homogène Cas 1 Cas 2 Pronostique de la saturation Mélange homogène Cas Sec Part 4/7: Résultats

Ajustement à saturation Diagnostique de la saturation maximum Mélange homogène Cas 1 Cas 2 Pronostique de la saturation Mélange homogène Cas 3 Pronostique de la saturation Mélange paramétré Mélange homogène/inhomogène: Homogène: toutes les gouttelettes sont exposées à la sous-saturation Temps d’évaporation > temps d’homogénéisation Inhomogène: Certaines gouttelettes sont totalement évaporées, les restantes ne sont pas affectées : Temps d’évaporation < temps d’homogénéisation Part 5/7: Mélange paramétré

Cas sec Cas 3 Cas 2 Cas 2: Pronostic de la saturation et mélange homogène Cas 3: Pronostic de la saturation et mélange paramétré Cas humide Part 5/7: Mélange paramétré

Sec Humide Rayon volumique: efficacité de précipitation Concentration: propriétés radiatives ondes courtes Au sommet du nuage, LWC : longwave radiative properties Cas 2: Pronostic de la saturation et mélange homogène Cas 3: Pronostic de la saturation et mélange paramétré Part 6/7: Résultats

Etude du mélange par entraînement  pronostique de la saturation Paramétrisation du mélange: comparaison du temps d’évaporation au temps d’homogénéisation Impact non négligeable des différents schémas sur la microphysique (LWC, N and Rv). Conclusions Simulations de cas observés et comparaison avec les observations Etudier l’impact du mélange par entraînement sur les propriétés radiatives et l’efficacité de précipitation des nuages de couche limite Travaux à venir Part 7/7: Conclusions et perspectives

Dry case Cas 2 Cas 1 Case 1: Adjustment at saturation and diagnose of the maximum saturation Case 2: Prognostic of the saturation Wet case Part 2/3: Résultats

Part 3/3: Parameterisation Improvement Dry case Cloud TOP EDGE

Part 3/3: Parameterisation Improvement Dry case Cloud TOP EDGE

Part 2/3: Parameterisation Improvement Cumulus case: verticale resolution of 50 m Homogeneous heterogeneous

Part 2/3: Parameterisation Improvement Cumulus case: verticale resolution of 50 m

Part 2/3: Parameterisation Improvement