Mexilhão - CLaMS

Amêijoas ( C hemical La grangian M odelo da S tratosphere) é um modular modelo de transporte química sistema (CTM) desenvolvido no Forschungszentrum Jülich , Alemanha . Mariscos foi descrita pela primeira vez por McKenna et al. (2000a, b) e foi expandido em três dimensões por Konopka et ai. (2004). Amêijoas tem sido empregado em recentes campanhas de campo europeus THESEO , EUPLEX , TROCCINOX SCOUT-O3 , e RECONCILIAR com foco na simulação de destruição do ozônio e vapor de água transporte.

Principais pontos fortes de amêijoas em comparação com outros CTMs estão

  1. a sua aplicabilidade para enchimento de domínio inversa estudos
  2. sua anisotrópica esquema de mistura
  3. sua integrabilidade com dados observacionais arbitrária
  4. seu esquema de química abrangente

amêijoas gridding

Ao contrário de outros CTMs (por exemplo SLIMCAT , Reprobus ), amêijoas opera a uma grelha de modelo de Lagrange (ver a secção sobre grelhas modelo em modelo de circulação geral ): uma parcela de ar é descrito por três coordenadas espaciais e um tempo de coordenadas. A evolução temporal caminho que um encomendas-avião traça no espaço é chamado de trajetória . Um esquema de mistura especializado assegura que fisicamente realista difusão é imposta sobre um conjunto de trajectórias em regiões de alto cisalhamento do vento .

Amêijoas opera em redes horizontais arbitrariamente resolvidos. As coordenadas espaciais são latitude , longitude e temperatura potencial .

amêijoas Hierarquia

Amêijoas é composto por quatro módulos e vários preprocessors. Os quatro módulos são

  1. um módulo de trajetória
  2. um módulo de caixa de química
  3. um módulo de mistura de Lagrange
  4. um esquema de sedimentação de Lagrange

módulo trajetória

Integração das trajetórias com 4ª ordem método de Runge-Kutta , integração em tempo passo 30 minutos. O deslocamento vertical do trajectórias é calculada a partir orçamento radiação.

módulo de caixa de química

Química é baseado no ASAD código de química da Universidade de Cambridge . Mais de 100 reacções químicas que envolvem 40+ espécies químicas são considerados. Passo o tempo de integração é de 10 minutos, as espécies podem ser combinados em famílias químicas para facilitar a integração. O módulo inclui um modelo de transferência radiativa para a determinação das taxas de fotólise. O módulo também inclui reacções heterogéneas em NAT, gelo e superfícies das partículas líquidas.

mistura de Lagrange

A mistura é baseada na deformação grelha de distribuição de encomendas de ar uniforme quase. Os factores de alongamento ou contracção das distâncias a parcelas de ar vizinhos são examinadas: se um alongamento crítica (contracção) é atingido, novas parcelas de ar são introduzidos (retirado). Desta forma, difusão anisotrópica é simulado de forma física realista.

sedimentação de Lagrange

Sedimentação de Lagrange é calculado pela seguinte partículas individuais tri-hidrato de ácido nítrico (NAT) que pode aumentar ou diminuir pelo absorção ou libertação de HNO 3 de / para a fase gasosa. Estes pacotes de partículas são simuladas independentemente de entre as parcelas de ar de Lagrange. As suas trajectórias são determinados usando os ventos horizontais e sua velocidade de sedimentação vertical que depende do tamanho das partículas individuais. NAT partículas são nucleadas assumindo uma taxa de nucleação constante e evaporam-se onde as temperaturas crescer demasiado elevada. Com isso, uma redistribuição vertical de HNO 3 (desnitrificação e renitrification) é determinada.

conjuntos de dados amêijoas

Um modelo de transporte químico não simula a dinâmica da atmosfera. Para moluscos, os seguintes conjuntos de dados meteorológicos foram utilizados

  • Centro Europeu de Previsão Tempo a Médio Prazo ( ECMWF ), previsões, análises, ERA-15, ERA-40
  • Reino Unido Met Office (UKMO)
  • Hamburgo modelo europeu Centro atmosférica (ECHAM4), na versão DLR

Para inicializar os campos químicos em moluscos, os dados de uma grande variedade de instrumentos forneceram dados.

  • no satélite (CRISTA, MIPAS, MLS, HALOE, ILAS, ...),
  • em aviões e balões (HALOX, FISH, Mark IV, bombom ...)

Se não há observações estão presentes, os campos de químicos pode ser iniciado a partir de modelos químicos bidimensionais, modelos química ao clima , climatologias, ou a partir de correlações entre as espécies químicas ou espécie química e variáveis dinâmicas.

Veja também

links externos

Referências

Os detalhes dos moluscos modelo estão bem documentados e publicados na literatura científica.

  • Formulação de advection e misturar por McKenna et al., 2002a
  • Formulação de química-esquema e inicialização por McKenna et al., 2002b
  • McKenna, Daniel S .; Konopka, Paul; Grooß, Jens-Uwe; Günther, Gebhard; Müller, Rolf; Spang, Reinhold; Offermann, Dirk; Orsolini, Y. (2002/08/27). "Um novo modelo de Lagrange química da estratosfera (mariscos) 1. Formulação de advection e misturar" (PDF) . Journal of Geophysical Research: Atmospheres . 107 (D16): ACH 15-1. Bibcode : 2002JGRD..107.4309M . doi : 10,1029 / 2000jd000114 . ISSN  2156-2202 .
  • A comparação do módulo de química com outros modelos estratosférico por Scholz et al., 2003
  • Cálculo das taxas de fotólise por Becker et al., 2000
  • Extensão de 3-dimensão versão do modelo por Konopka et ai., 2004
  • Sedimentação de Lagrange por Grooß et al., 2005