El aire fluye dentro y alrededor de una nube convectiva.
El arrastre es un fenómeno atmosférico que se produce cuando un flujo turbulento captura un flujo no turbulento. Se suele utilizar para referirse a la captura de un flujo de viento con alto contenido de humedad o, en el caso de los ciclones tropicales , a la captura de aire más seco.
El destranque es el efecto opuesto, cuando el aire de una nube convectiva, generalmente en su parte superior, se inyecta en el ambiente.
Teoría
Diagrama que muestra la variación de la temperatura (T) con la altura en el entorno y el efecto de la tasa de arrastre ( ) en la altura superior de un cumulonimbo
El arrastre es la mezcla de aire ambiental con una corriente de aire o nube preexistente, de modo que el aire ambiental se convierte en parte de la corriente o nube. El coeficiente de arrastre en las nubes es una de las variables más sensibles que causan incertidumbre en los modelos climáticos . [1]
La mezcla homogénea es un modelo que supone que la escala de tiempo para la mezcla dentro de una nube es corta en comparación con la escala de tiempo de evaporación. Esto implicaría que el aire ambiental seco e insaturado sería arrastrado a través de la nube antes de que comenzara a evaporar las gotas de la nube. La mezcla de arrastre que resulta de este modelo se manifiesta como una evaporación parcial de todas las gotas dentro de la nube, pero sin cambios en el número de gotas de la nube. [2] [3]
Un modelo contrastante de arrastre es la mezcla no homogénea. Este modelo supone que el tiempo que tarda en evaporarse las gotas de la nube es corto en comparación con las escalas de tiempo de mezcla. Por lo tanto, el aire saturado que se mezcla con el aire ambiental insaturado evaporaría completamente las gotas de la nube dentro del área arrastrada, lo que reduciría el número total de gotas de la nube. [2] [3]
La principal diferencia entre los dos modelos es cómo afectan la forma del espectro de las gotas de nubes. La mezcla homogénea cambia la forma del espectro porque la sobresaturación no es la misma en gotas grandes y pequeñas. La exposición de una nube a aire arrastrado mezclado de manera homogénea dará como resultado un espectro de gotas de nubes más estrecho, mientras que la mezcla no homogénea no cambia el espectro de las gotas de nubes. [2]
Tasa de arrastre
Los cúmulos tienen un impacto significativo en el transporte de energía y vapor de agua, y luego influyen en las precipitaciones y el clima. En los modelos a gran escala, los cúmulos necesitan ser parametrizados. La tasa de arrastre es un parámetro clave en la parametrización de los cúmulos. Henry Stommel fue el primero en estudiar la tasa de arrastre en los cúmulos. [4]
Referencias
^ Knight CG, Knight SHE, Massey N, Aina T, Christensen C, et al., (2007). Asociación de la variación de parámetros, software y hardware con el comportamiento a gran escala en 57.000 modelos climáticos. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 104, 12259–64
^ abc Jonas, PR, (1996). Turbulencia y microfísica de nubes. Atmospheric Research , 40(2-4), 283-306, doi :10.1016/0169-8095(95)00035-6.
^ ab Lu C., Y. Liu, S. Niu, S. Krueger y T. Wagner, 2013: Exploración de la parametrización para procesos de arrastre-mezcla turbulentos en nubes. J. Geophys. Res., 118, 185-194.
^ Stommel, H. Arrastre de aire hacia una nube cúmulo. Journal of the Atmospheric Sciences, 1947, 4: 91-94.
Lectura adicional
Lu C., S. Niu, Y. Liu, A. Vogelmann, 2013: Relación empírica entre la tasa de arrastre y la microfísica en nubes cúmulos. Geophys. Res. Lett., 40, 2333–2338.
Lu C., Y. Liu y S. Niu, 2013: Un método para distinguir y vincular la mezcla de arrastre turbulento y la colisión-coalescencia en nubes estratocúmulos. Chin. Sci. Bull., 58, 545–551.
Lu C., Y. Liu, S. Niu, A. Vogelmann, 2012: Tasa de arrastre lateral en cúmulos poco profundos: dependencia de fuentes de aire seco y funciones de densidad de probabilidad. Geophys. Res. Lett., 39, L20812.
Lu C., Y. Liu, S. Yum, S. Niu, S. Endo, 2012: Un nuevo enfoque para estimar la tasa de arrastre en nubes cúmulos. Geophys. Res. Lett., 39, L04802.
Lu C., Y. Liu y S. Niu, 2014: Parametrización de la mezcla de arrastre en cúmulos poco profundos y efectos de los eventos de mezcla secundaria. Chinese Sci. Bull., 59(9), 896–903.
Lu C., Y. Liu y S. Niu, 2011: Examen de los mecanismos de arrastre-mezcla turbulentos utilizando un enfoque combinado. J. Geophys. Res., 116, D20207.
Burnet, F., y JL Brenguier, 2007: Estudio observacional del proceso de arrastre-mezcla en nubes convectivas cálidas. J. Atmos. Sci., 64, 1995–2011.
Chosson, F., JL Brenguier y L. Schüller, 2007: Simulación de transferencia radiativa y mezcla de arrastre en nubes de capa límite. J. Atmos. Sci., 64, 2670–2682.
Hill, AA, G. Feingold y H. Jiang, 2009: La influencia de la hipótesis de arrastre y mezcla en las interacciones aerosol-nube en estratocúmulos marinos. J. Atmos. Sci., 66, 1450–1464.
Hicks, E., C. Pontikis y A. Rigaud, 1990: Procesos de arrastre y mezcla relacionados con el crecimiento de gotitas en nubes cálidas de latitudes medias y tropicales. J. Atmos. Sci., 47, 1589–1618.
Pontikis, CA y EM Hicks, 1993: Activación de gotitas en relación con el arrastre y la mezcla en nubes marítimas tropicales cálidas. J. Atmos. Sci., 50, 1888–1896.
Baker, BA, 1992: Arrastre turbulento y mezcla en nubes: un nuevo enfoque observacional. J. Atmos. Sci., 49, 387–404.
Paluch, IR, 1979: El mecanismo de arrastre en los cúmulos de Colorado. J. Atmos. Sci., 36, 2467–2478.
Baker, M. y J. Latham, 1979: La evolución de los espectros de gotas y la tasa de producción de gotas de lluvia embrionarias en pequeñas nubes cúmulos. J. Atmos. Sci., 36, 1612–1615.
Baker, MB, RG Corbin y J. Latham, 1980, La influencia del arrastre en la evolución de los espectros de gotas de las nubes: I. Un modelo de mezcla no homogénea. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 106, 581–598.
