Estudio de un modelo numérico de nube convectiva

Abstract

Se estudia el modelo estacionario unidimensional de Hirsch (1971) de una nube convectiva madura. Se intenta su aplicación a los casos de tormenta severa ocurridos en la zona norte cultivada de Mendoza. El modelo considera la nube como un "jet" ascendente que realiza intercambio turbulento de masa con el entorno. Se modifica la termodinámica del congelamiento del agua, detallando el proceso; se introduce otro mecanismo para estimar la carda de la precipitación y ajustan los valores asignados a los parámetros de la microfísica. El cálculo numérico permite obtener, (paso por paso), valores de las diversas variables asignables al comportamiento del núcleo de una nube cúmulus aislada, en su momento de máximo desarrollo. Así se trazan, (en la salida gráfica), los perfiles de la velocidad de la corriente ascendente; contenido del agua en cuatro categorías: agua de nube, agua de lluvia, hielo de nube y granizo y el consecuente perfil de la reflectividad máxima. Se calculan alturas de base y tope de la nube y estimadores de la precipitación. Los datos iniciales pertenecen a los radiosondeos previos a las tormentas. El modelo se usa como herramienta de pronóstico objetivo de la ocurrencia de tormentas graniceras en la zona y para evaluarlo se han correlacionado los resultados con las observaciones realizadas por el Radar de tormentas FPS-18 y con los registros de los productos de la convección en la meso red instalada en la región cultivada.

A steady state, one dimensional numerical model of a mature cumulus cloud is studied, using Hirsch's model (1971). Its application to the occurrence of severe storms in Northem Mendoza crop area is attempted. The model considers the cloud as a rising let wich experiences a turbulent entrainment of mass from its surroundings. Water freezing thermodynamics is modified and the process detailed. An alternative mechanism of precipitation fallout is introduced, and microphysics parameters are adjusted. The numerical calculations make it possi ble to obtain, (step by step), profiles of several variables. They are representative of the behoviour of the nucleus of an isolated cumulus cloud at the time of maximum development. The graphic output gives up’draft velocity and water contents in four categories: cloud water, rain water, cloud ice and hail as well as the corresponding maximun radar reflectivity. Cloud top and base heights are calculated, as well as precipitation indicators. The initial data are taken from soundings made prior to the storms. The model is a means for objective forescat of hailstorm occurrence in the zone. For its evaluation, results are compared to those obtained by FPS-18 rodar observations and data of rain and hail precipitation detected by the local network.