Dependence of cloud-formation statistics on environmental conditions in convective boundary layers

Abstract

El objetivo de este trabajo es cuantificar las variaciones en el nivel de condensación por convección (LCL) en una capa límite de convección diurna (CBL). Estas variaciones se deben a las fluctuaciones en la temperatura potencial inicial (temprano en la mañana) y la humedad específica y sus respectivos saltos en la zona de arrastre sobre una superficie inerte y plana. Estas fluctuaciones serán modeladas estadísticamente como distribuciones normales. Por medio de un modelo de capa mixta, la evolución temporal de tales variables, así como la profundidad de CBL y LCL se pueden calcular utilizando un total de cuatro simulaciones numéricas. Sin embargo, el enfoque principal se establecerá en el valor de LCL y su variación durante la tarde, al final de las simulaciones. En tres de los experimentos numéricos, la profundidad del CBL también varia, lo que indica que las variaciones en los saltos en la zona de arrastre tienen un impacto en la profundidad del CBL final. En general, esta variación en la profundidad de CBL también tendrá influencia en la formación de nubes.

The aim of this work is to quantify the variations on the lifting condensation level (LCL) in a daytime convective boundary layer (CBL). These variations are due to fluctuations in the initial (early morning) potential temperature and specific humidity and their respective jumps at the entrainment zone over an inert, flat surface. These fluctuations will be statistically modeled as normal distributions. By means of a mixed-layer model, the time evolution of such variables as well as the CBL depth and LCL can be computed using a total of four numerical simulations. Nevertheless, the main focus will be set on the value of LCL and its variation during the afternoon, at the end of the simulations. In three of the numerical experiments, the CBL depth did vary as well, indicating that variations on the jumps at the entrainment zone have an impact on the final CBL depth. Overall, this variation on the CBL depth will also have influence on cloud formation.

L'objectiu d'aquest treball és quantificar les variacions del nivell de condensació per convecció (LCL) en una capa límit convectiva diürna (CBL). Aquestes variacions es deuen a les fluctuacions de la temperatura potencial inicial i de la humitat específica (de bon matí) i els seus salts respectius a la zona d'arrossegament sobre una superfície plana i inert. Aquestes fluctuacions es modelaran estadísticament com a distribucions normals. Mitjançant un model de capa mixta, es pot calcular l'evolució temporal de tals variables, així com la profunditat CBL i LCL utilitzant un total de quatre simulacions numèriques. Això no obstant, l'objectiu principal serà establir el valor de LCL i la seva variació durant la tarda, al final de les simulacions. En tres dels experiments numèrics, la profunditat CBL també varia, el que indica que les variacions dels salts a la zona d'arrossegament tenen un impacte en la profunditat CBL final. En general, aquesta variació de la profunditat CBL també tindrà influència en la formació de núvols.