Αριθμητική Προσομοίωση των Αλληλεπιδράσεων Νεφών-Αερολυμάτων

• Main Authors: Γεωργακάκη Παρασκευή, Georgakaki Paraskevi
• Format: Doctoral or Postdoctoral Thesis
• Language: Greek
• Published: 2019
• Subjects: Θετικές Επιστήμες; Science; Arctic
• Online Access: https://pergamos.lib.uoa.gr/uoa/dl/object/uoadl:2879127

Στην παρούσα μελέτη μελετάται η δυναμική ενός νέφους μικτής-φάσης τύπου stratocumulus εφαρμόζοντας μοντέλο Large Eddy Simulation (LES) MIMICA. Συγκεκριμένα, διερευνάται η επίδραση των αερολυμάτων στις μικροφυσικές διεργασίες των νεφών και κατά συνέπεια και στην ακτινοβολία με αναφορά στο νέφος μικτής-φάσης, που παρατηρήθηκε το 2008 κατά τη διάρκεια του προγράμματος Arctic Summer Cloud Ocean Study (ASCOS). Αρχικά, έγινε σύγκριση της προσομοίωσης του νέφους με παρατηρήσεις και στη συνέχεια πραγματοποιήθηκαν δοκιμές ευαισθησίας για τον προσδιορισμό της επίδρασης των συγκεντρώσεων των πυρήνων συμπύκνωσης νεφών (CCN) και πυρήνων πάγου (IN) καθώς και της επιβολής μεγάλης-κλίμακας καθίζησης στην ανάπτυξη και διατήρηση του νεφικού στρώματος. Αυξανόμενης της συγκέντρωσης των CCN αυξάνεται η αριθμητική συγκέντρωση των νεφοσταγόνων, ενώ μειώνεται το μέσο μέγεθος αυτών, το οποίο στη συνέχεια καταστέλλει τις κατακρημνίσεις. Το μικρότερο μέγεθος των σταγόνων οδηγεί σε μικρή αύξηση του περιεχομένου του νέφους σε νερό (LWP) και πάγο (IWP). Επειδή το νέφος συμπεριφέρεται ήδη ως μέλαν σώμα, η οποιαδήποτε αύξηση του LWP έχει ελάχιστη επίδραση στην εκπομπή μεγάλου μήκους κύματος (LW) ακτινοβολίας. Με την αύξηση των ΙΝ μειώνεται το LWP και αυξάνεται το IWP, κυρίως λόγω της ενισχυμένης δράσης του μηχανισμού Bergeron-Findeisen. Ο αυξημένος αριθμός ΙΝ προκαλεί μείωση του πάχους του νέφους, χωρίς να οδηγεί στην πλήρη παγοποίηση του. Τέλος, η αυξημένη καθίζηση περιορίζει το ύψος της κορυφής του νέφους, μειώνοντας την εισροή από την ελεύθερη τροπόσφαιρα καθώς και το LWP. This study investigates the feedbacks involving microphysics, radiation and dynamics of Arctic mixed-phase stratocumulus clouds, by using the Large Eddy Simulations (LES) MIMICA. In particular, the clouds observed during the 2008 Arctic Summer Cloud Ocean Study (ASCOS) campaign, are examined. After verifying that the LES reproduced observed cloud properties reasonably, sensitivity simulations were performed and analyzed to determine the impact of cloud condensation ...