Effects of stability functions in a dynamic model convective boundary layer simulation
Effects of stability functions in a dynamic model convective boundary layer simulation
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动态模型对流边界层模拟中稳定函数的影响
DOI：
10.1002/asl.1008
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发表时间：
2020
影响因子：
3
通讯作者：
Bopape M
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Bopape M
动态次网格模型越来越多地用于大气边界层的模拟。我们在英国气象局大涡模型（MetLEM）中实现了几种不同形式的动态模型，包括最先进的拉格朗日平均尺度依赖（LASD）模型。该实施方案包括可选使用的稳定性功能的规范中的涡流粘度和扩散率，以及可选使用内的动态计算的Smagorinsky参数。本文报道了LASD模式在不同分辨率下对流边界层模拟中对稳定性函数的包含和处理有不同选择的行为。将结果与高分辨率大涡模拟（LES）和采用Smagorinsky-Lilly子网格模型的模拟进行比较。我们的结论是，使用稳定性函数提高了LASD模型在灰色区域制度的行为。此外，在计算动态参数时，虽然理论上有吸引力，但在实际中发现不必要仔细处理稳定性函数。
Dynamic subgrid models are increasingly being used in simulations of the atmospheric boundary layer. We have implemented several variant forms of dynamic models in the UK Met Office Large Eddy Model (MetLEM), including a state‐of‐the‐art Lagrangian‐Averaged‐Scale‐Dependent (LASD) model. The implementation includes optional use of stability functions in the specification of the eddy viscosity and diffusivity, as well as optional use within the dynamic calculation of the Smagorinsky parameter. This paper reports on the behaviour of the LASD model with different choices for the inclusion and treatment of stability functions in convective boundary layer simulations at different resolutions. Results are compared against a high‐resolution Large‐Eddy simulation (LES) and against simulations employing the Smagorinsky–Lilly subgrid model. We conclude that the use of stability functions improves the behaviour of the LASD model in the grey zone regime. Moreover, a careful treatment of the stability functions in the calculation of the dynamic parameters, while attractive theoretically, is found to be unnecessary in practical terms.
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