수치 모사된 뇌우 유출의 구조와 진화

서지정보

ㆍ발행기관 : 한국지구과학회 ㆍ수록지정보 : 한국지구과학회지 / 28권 / 7호
ㆍ저자명 : 김연희, 백종진

한국어 초록

명시적 액체-얼음상 미시물리 과정을 포함하는 구름 분해 모형(ARPS: Advanced Regional Prediction System)을 이용하여 2차원 그리고 주변 바람이 없는 경우에 뇌우 유출의 구조와 진화를 조사하였다. 고해상도 격자 간격(50m)을 이용하여 유출의 난류 구조를 명시적으로 분해하였다. 모사된 단세포 스톰과 스톰과 연관된 Kelvin-Helmholtz(KH) 빌로우(billow)는 발달, 성숙, 소멸의 생애 단계를 가졌다. 구름 역학과 미시물리 사이의 상호작용으로 야기된 이차 맥동과 대류 세포의 분활이 관측되었다. 상대적으로 건조한 하층 대기를 낙하하는 빗방울과 우박의 증발에 기인한 찬 하강류는 뇌우 찬 공기 유출을 야기시켰다. 유출 머리는 거의 일정한 속도로 이동하였다. KH 불안정에 의해 생성된 KH 빌로우는 유출 상부에서 난류 혼합을 야기하였으며 유출의 구조를 지배하였다. KH 빌로우는 유출 머리에서 생성되었고 돌풍 전선에 상대적으로 뒤쪽으로 이동함에 따라 성장하고 소멸하였다. 가장 빨리 성장하는 섭동의 수평 파장과 임계 시어층 깊이의 비 그리고 KH 빌로우의 수평 파장과 최대 진폭의 비에 대한 수치 모사 결과는 다른 연구 결과와 잘 일치하였다.

영어 초록

The structure and evolution of a thunderstorm outflow in two dimensions with no environmental wind are investigated using a cloud-resolving model with explicit liquid-ice phase microphysical processes (ARPS: Advanced Regional Prediction System). The turbulence structure of the outflow is explicitly resolved with a high-resolution grid size of 50m. The simulated single-cell storm and its associated Kelvin-Helmholtz (KH) billows are found to have the lift stages of development maturity, and decay. The secondary pulsation and splitting of convective cells resulted from interactions between cloud dynamics and microphysics are observed. The cooled downdrafts caused by the evaporation of rain and hail in the relatively dry lower atmosphere result in thunderstorm cold-air outflow. The outflow head propagates with almost constant speed. The KH billows formed by the KH instability cause turbulence mixing from the top of the outflow and control the structure of the outflow. Ihe KH billows are initiated at the outflow head, and pow and decay as moving rearward relative to the gust front. The numerical simulation results of the ratio of the horizontal wavelength of the fastest growing perturbation to the critical shear-layer depth and the ratio of the horizontal wavelength of the billow to its maximum amplitude are matched well with the results of other studies.

참고 자료

없음