Simulaties Tonen Complexe Regenpatronen Boven Tropische Bergen met Dubbele Toppen
De ideale configuratie van oceaan-vlakte-berg terrein voor VVM grote-wervelsimulaties.
Een netwerk van regenmeters met hoge dichtheid in Taiwan onthult dat er meerdere neerslagpieken bestaan boven het bergachtige eiland tijdens de convectie in de zomer in de namiddag. Dit staat in contrast met eerdere studies die slechts één piek identificeerden, wat suggereert dat er meer complexe fysieke processen kunnen betrokken zijn bij de diurnale convectie boven bergachtige eilanden.
Om de mechanismen achter de neerslag met meerdere pieken beter te begrijpen, maakte deze studie gebruik van grote-wervelsimulaties (LES) met een geïdealiseerde oceaan-vlakte-berg terreinconfiguratie om de belangrijkste factoren van multi-piek diurnale neerslag boven tropische bergachtige eilanden te onderzoeken. Dit onderzoek werd uitgevoerd door Ph.D. student Yu-Hsiu Wang van de afdeling Meteorologische Wetenschappen aan de National Taiwan University (NTUAS), met Associate Professor Wei-Ting Chen als correspondentie-auteur. De studie werd ondersteund door het team van Professor Chien-Ming Wu en hun zelfontwikkelde Vector Vorticity-equatie cloud-resolving Model (VVM). De bevindingen zijn gepubliceerd in npj Climate and Atmospheric Science.
Rijke convectieve fenomenen en dichte meteorologische observatienetwerken in Taiwan creëren een ideale omgeving voor het bestuderen van namiddagconvectie boven tropische eilanden met complexe topografie. VVM, met een hoge ruimtelijke resolutie van 100 meter, maakt het mogelijk om cruciale lokale circulatiedetails vast te leggen, zoals turbulentie en land-zeewind-berg-vallei briesjes, aangedreven door de differential terreinverwarming.
De VVM-simulaties reproduceren met succes twee onderscheidende orografisch vergrendelde neerslagpieken: de eerste piek wordt voornamelijk aangedreven door convectief beschikbare potentiële energie (CAPE), terwijl de tweede piek wordt versterkt door eiland-schaal lokale circulatie die vochtige statische energie (MSE) transporteert.
Bovendien onthult deze studie dat de gevoeligheid van convectieve neerslag voor omgevingsomstandigheden verschilt van eerdere verwachtingen. Onder drogere vrije troposferische omstandigheden versterkt lokale circulatie effectiever de intensiteit van de tweede neerslagpiek. Daarnaast verandert de eerste neerslagpiek de omgevingsvochtigheid en MSE-distributie, wat invloed heeft op de neerslagintensiteit en convectieve structuur tijdens de tweede piek. Dit benadrukt de cruciale rol van interacties tussen convectie en omgeving bij het veroorzaken van extreme neerslag.
Deze studie biedt een nieuw perspectief op het begrijpen van de zomer-namiddagconvectie boven tropische eilanden met complexe topografie, en biedt waardevolle inzichten in hoe klimaatverandering extreme neerslag kan beïnvloeden. In de toekomst is het onderzoeks-team van plan om simulaties te integreren met realistische topografie en observatiedata voor verdere validatie en analyse, wat een robuustere wetenschappelijke basis biedt voor het aanpakken van de uitdagingen die extreme weersomstandigheden met zich meebrengen.
