Los efectos de la convección en la gran...
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Los efectos de la convecciLos efectos de la conveccin n en la gran escalaen la gran escala
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Celeste Celeste SauloSaulo CyMCyM, 2009, 2009
FormulaciFormulacin de ecuaciones y tn de ecuaciones y trminos rminos que involucran a la conveccique involucran a la conveccinn
RpQCpsecL
pss
ts
+
+
= )(V
pqec
pqq
tq
= )(V
I II III IV
I II III
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Celeste Celeste SauloSaulo CyMCyM, 2009, 2009
El efecto neto de la convecciEl efecto neto de la conveccinn
==psecLQQQ RC'')(11
pLqecLQ
='')(2
HSLgdpQTwCL
gdpQ
gdpQ
Ps
PtRPsPp
Ps
PtR
Ps
Pt
++=++ = Pr)(Pr1
Flujo de Precipitacinen superficie
Flujo de calor sensible en superficie
pvQ h
rr
3
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En tEn trminos netos:rminos netos:El calor integrado en la columna slo puedecambiar por radiacin, flujos de calor sensible desde la superficie y precipitacinEl vapor de agua integrado en la columna slopuede modificarse mediante la remocin de la precipitacin que cae a la superficie y el aportede los flujos de humedad desde la superficieLa cantidad de movimiento total slo puedemodificarse por friccin (es una fuerza externa al sistema). Por lo tanto, el transporte convectivoCONSERVA LA CANTIDAD DE MOVIMIENTO
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Celeste Celeste SauloSaulo CyMCyM, 2009, 2009
El efecto de la convecciEl efecto de la conveccin n profunda sobre la gran escalaprofunda sobre la gran escala
QQ1c1c y Qy Q2 2 son lo que son lo que YanaiYanai y otros (1971) denominan la fuente y otros (1971) denominan la fuente aparente de calor y el sumidero aparente de humedad. aparente de calor y el sumidero aparente de humedad.
Tropical Pacific
Yanai et al., 1973, JAS
Tropical Atlantic
Yanai and Johnson, 1993
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Celeste Celeste SauloSaulo CyMCyM, 2009, 2009
El El efectoefecto de la de la convecciconveccinn chatachatasobresobre la la grangran escalaescala
Nitta and Esbensen, 1974, MWR-2
500
600
700
800
900
1000-2 0 2-10 -6-14
Q2
Q1QR
(K/day)
P(hP
a)
Diferencia de q en simulacionescon y sin conveccin chata
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estructura
EfectosEfectos sobresobre la la grangran escalaescala cuandocuandola la convecciconveccinn se se organizaorganiza
Efecto sobre el calentamiento
700
-2 (K/day)
convective
mesoscale
total
1000
500
200
100
2 4 60P(
hPa)
300
Yanai and Johnson, 1997
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El aporte de cada tEl aporte de cada trmino segrmino segn n un modelo que trabaja en escala un modelo que trabaja en escala
de nube (CRM)de nube (CRM)
Q1c: Q1c: eses dominadodominado porpor la la condensacicondensacinnQ2 : el Q2 : el transportetransporte y la y la condensacicondensacinn son son igualmenteigualmente importantesimportantes
10
10
5z (k
m)
(K h-1)-1 2
c-e
Q1-QRtransp
c-e
Q2
10
5z (k
m)
transp
-1-2 0 21
a bCaniaux, Redelsperger,
Lafore, JAS (1994)
Q1c y Q2 representan la retroalimentacin de los procesos convectivos sobre la escala resuelta por el modelo y es lo que debemos parametrizar
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PromedioPromedio zonalzonal de Q1 de Q1 segsegnn el el modelomodelo IFSIFS
P (h
Pa)
Latitude
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El El conceptoconcepto del del cuasicuasi--equilibrioequilibrioArakawa y Schubert (1974) postularon que el nivel de actividadde la conveccin es tal que su efecto estabilizador equilibra la desestabilizacin que producen los procesos de gran escala
Evidencia Observacional:
GARP Atlantic Tropical Experiment (1974)
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SSntesisntesisLa La convecciconveccinn eses de de importanciaimportancia crucial crucial parapara el el balance global de balance global de energenergaa y y aguaaguaLa La convecciconveccinn genera y o genera y o influenciainfluencia unauna cantidadcantidad de de fenfenmenosmenos importantesimportantes parapara el el pronpronsticostico((tormentastormentas, , precipitaciprecipitacinesnes intensasintensas, , huracaneshuracanes))En En escalasescalas horizontaleshorizontales mayoresmayores, la , la convecciconveccinn se se encuentraencuentra en en cuasicuasi--equilibrioequilibrio con los con los forzantesforzantes de de grangran escalaescalaUn Un parparmetrometro importanteimportante parapara la la intensidadintensidad de la de la convecciconveccinn eses el el CAPECAPELa La convecciconveccinn afectaafecta la la atmatmsferasfera a a travtravss de la de la condensacicondensacinn / / evaporacievaporacinn y el y el transportetransporteturbulentoturbulento
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SSntesisntesisEl El efectoefecto de la de la convecciconveccinn sobresobre laslas escalasescalasmayoresmayores dependedepende del del tipotipo de de convecciconveccinn y de la y de la situacisituacinn sinsinpticapticaLa La convecciconveccinn chatachata estest presentepresente sobresobre grandesgrandesextensionesextensiones ((mayormentemayormente oceocenicasnicas), ), determinadetermina la la rere--distribucidistribucinn de los de los flujosflujos de de superficiesuperficie y el y el tranportetranporte de vapor y de vapor y cantidadcantidad de de movimientomovimiento desdedesdelos los subtrsubtrpicospicos haciahacia la la zonazona de de convergenciaconvergencia interinter--tropicaltropicalQ1, Q2 and Q3Q1, Q2 and Q3 son son cantidadescantidades queque reflejanreflejan el el efectoefectomediomedio (en (en tiempotiempo y y espacioespacio) de la ) de la convecciconveccinn((escalaescala no no resueltaresuelta) y del ) y del calentamiento/secamientocalentamiento/secamientoestratiformeestratiforme ((escalaescala resueltaresuelta))
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Material complementarioMaterial complementario
DerivaciDerivacin completa de la temperatura n completa de la temperatura potencial equivalentepotencial equivalente
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La conveccin en un diagrama ; -p
e(T,q)esat(T)
e se conserva en un ascenso ad. hmedo
CAPE
GATE Sounding
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Celeste Celeste SauloSaulo CyMCyM, 2009, 2009
Importancia del tipo de proceso Importancia del tipo de proceso adiabadiabtico en el CAPEtico en el CAPE
CAPE CAPE adiabadiabticotico reversible sin reversible sin congelamientocongelamiento vs. vs. adiabadiabticotico irreversibleirreversible
Emanuel, 1994
