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소개글
Nappo and Physick의 모수화 방안을 중규모 모형인 ARPS의 1-차원 및 2-차원 version에 접합하여 GWDM 모수화 방안이 안정한 PBL의 중규모 순환에 미치는 영향에 관한 내용의 레포트입니다.
저작시기 : 2004년 4월
목차
1. 서론
2. 산악에 의해 유도되는 중력파 항력의 모수화
3. 수치 실험
4. 결과
5. 요약 및 결론
6. 감사의 글
7. 참고문헌
본문내용
안정한 행성경계층에서의 산악 중력파 항력 모수화 방안에
대한 연구
이혁제1, 전혜영1, carmen j.nappo2
1연세대학교 대기과학과/대기모형연구실/지구환경연구소
2air resources laboratory/atm
osphere turbulence and diffusion division, noaa, usa
1.서론
안정하게 성층화된 대기에서 산악에 의해 발생되어 연직
으로 전파되는 중력파는 파의 소산이 일어나는 곳에서 대기와 반응을 일으키게 된다(baines 1995).이러한 산악 중력파는 대규모 수치 모형이나 대기 대순환 모형에서 중요한 아격자 역학과정임이 입증되었다.그러나 수평 격자의 크기가 상대적으로 작은 중규모 모형에서는 아직까지 산악에 의한 중력파 항력(이하 gwdm) 모수화는 사용되어지지 않고 있다.이는 10∼30 km 정도의 중규모 모형의 수평 격자에서는 중력파가 명시적으로 계산되므로 모수화가 필요 없다는 생각에 기인하는 것으로 보인다.그러나 10 km 정도의 해상도를 갖는 중규모 모형으로도 바람이 약하고 안정도가 큰 야간의 행성경계층(이하 pbl)에서는 산악 중력파는 명시적으로 계산될 수 없으므로 모수화되어야 한다.지금까지 pbl에서의 난류과정은 대류경계층에서의 난류 모수화를 통해 이루어져 온 것이 대부분이었기 때문에 야간경계층과 같은 안정하게 성층화된 경계층내에서의 난류를 제대로 모사하지 못하였다.이는 특히 야간에 발생하는 난류와 대류에 대한 정확한 예측을 어렵게 했다.nappo and chimonas (1992)는 전형적인 야간의 대기 조건에서 높이와 폭이 각각 100 m와 1 m를 갖는 산악에서 발생할 파동 응력이 지표층에서의 마찰 응력보다 크다는 것을 보인 바 있다.
지금까지 대규모 수치 모형에 사용된 파동 포화 모수화
방안은 기본 상태의 바람이나 안정도 변화의 연직 규모가 파의 연직 파장보다 매우 클 때 적용되는 wkb 근사에 바탕을 둔 것이었으나 안정한 pbl에서는 wkb 근사는 더 이상 유효하지 않기 때문에 기존의 방법과는 다른 모수화 방안이 필요하다.nappo and physick (2 )은 바람 및 대기안정도가 연직으로 변화하고 비정수 효과를 포함할 수 있는 일반적인 경우에 대하여 선형 중력파의 해를 수치적으로 구하고 이를 이용한 모수화 방안을 제안하였다.이의 결과로 pbl에서의 수평 바람의 감속 현상과 산악폭이 작을수록 파동 응력이 증가하고 있음을 보였다.
본 연구에서는 nappo and physick (2
)의 모수화 방안을 중규모 모형인 arps(advanced regional prediction system) (xue et al.1995)의 1-차원 및 2-차원 version에 접합하여 gwdm 모수화 방안이 안정한 pbl의 중규모 순환에 미치는 영향을 알아보고자 한다.
2.산악에 의해 유도되는 중력파 항력의 모수화
gwdm 효과는 지구 자전 효과를 무시한 2-차원(x
-z) 수치 모형의 수평 운동량 방정식에서 다음과 같이 표현될 수 있다.
{d( rho baru )} over dt ``-{p
artialbarp} over partialx `-` partial over partialz (rho baruw `` bar{rho tildeu tildew}` )
, (1)
여기서
rho
는 공기의 밀도,
u
는 x-방향의 수평 바람,
p
는 압력,
rhobaruw
는 난류 운동량속,
bar{rho tildeu tilde w}
는 중력파에 의한 운동량속을 나타내며 (￣)는 rey (이하 생략)
참고문헌
없음
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