Моллюски

CLaMS ( Химическая CTM) , лагранжианская ( модель стратосферы Германия это модульная система химической модели переноса разработанная в Forschungszentrum Jülich , ) — . CLaMS был впервые описан McKenna et al. (2000a,b) и был расширен в трех измерениях Konopka et al. (2004). CLaMS использовался в недавних европейских полевых кампаниях THESEO , EUPLEX , TROCCINOX SCOUT-O3 и RECONCILE с упором на моделирование разрушения озона и переноса водяного пара .

Основными преимуществами CLaMS по сравнению с другими CTM являются

его применимость для обратного заполнения доменов исследований
его анизотропная схема смешивания
его интегрируемость с произвольными данными наблюдений
его комплексная химическая схема

Сетка CLaMS

В отличие от других CTM (например, SLIMCAT , REPROBUS ), CLaMS работает на сетке лагранжевой модели (см. раздел о сетках моделей в модели общей циркуляции ): воздушный участок описывается тремя пространственными координатами и временной координатой. Путь временной эволюции , который прослеживает воздушный пакет в пространстве, называется траекторией . Специализированная схема смешивания гарантирует, что физически реалистичная диффузия применяется к ансамблютраектории в регионах с сильным сдвигом ветра .

CLaMS работает на горизонтальных сетках произвольного разрешения. Пространственными координатами являются широта , долгота и потенциальная температура .

Иерархия CLaMS

CLaMS состоит из четырех модулей и нескольких препроцессоров. Четыре модуля

траекторный модуль
химический модуль коробки
лагранжев модуль смешивания
схема лагранжевой седиментации

Траекторный модуль

Интегрирование траекторий методом Рунге-Кутты 4-го порядка , шаг интегрирования 30 минут. Вертикальное смещение траекторий рассчитывается из радиационного баланса.

Модуль химии коробок

Химия основана на ASAD химическом кодексе Кембриджского университета . Более 100 химических реакций с участием более 40 химических веществ.рассматриваются виды. Шаг интегрирования 10 минут, видымогут быть объединены в химические семейства для облегчения интеграции.модуль включает модель переноса излучения для определения фотолиза скорости . В модуль также включены гетерогенные реакции наNAT, поверхности льда и жидких частиц.

Лагранжево смешивание

Смешивание основано на деформации сетки квазиоднородной воздушной массы.распределения. Факторы сокращения или удлинения расстоянийк соседним воздушным посылкам проверяются: если критическое удлинение(сокращение) достигаются, вводятся (отнимаются) новые воздушные посылки.Таким образом, анизотропная диффузия моделируется физически реалистично.образом.

Лагранжева седиментация

Лагранжева седиментация рассчитывается по отдельным азотнымЧастицы тригидрата кислоты (NAT), которые могут расти или уменьшаться в результате поглощенияили выброс HNO ₃ из/в газовую фазу. Эти пакеты частицмоделируется независимо от лагранжевых воздушных посылок. Ихтраектории определяются с использованием горизонтальных ветров и ихскорость вертикального оседания, которая зависит от размера особичастицы. Частицы NAT зарождаются при условии постоянного зарождения.скорость, и они испаряются там, где температура становится слишком высокой. При этом,вертикальное перераспределение HNO ₃ (денитрификация иренитрификация) определяют.

Наборы данных CLaMS

Модель химического переноса не моделирует динамику атмосферы. Для CLaMS использовались следующие наборы метеорологических данных.

Европейский центр среднесрочных прогнозов погоды ( ECMWF ), прогнозы, анализы, ERA-15, ERA-40
Соединенного Королевства Метеорологическое бюро (UKMO)
Модель атмосферы Европейского центра Гамбурга (ECHAM4) в версии DLR

Для инициализации химических полей в CLaMS были предоставлены данные от самых разных инструментов.

на спутнике (CRISTA, MIPAS, MLS, HALOE, ILAS, ...),
на самолетах и аэростатах (HALOX, FISH, Mark IV, BONBON...)

Если никаких наблюдений нет, химические поля можно инициализировать.из двумерных химических моделей, химико-климатических моделей ,климатологии или на основе корреляции между химическими видами илихимические виды и динамические переменные.

См. также

Внешние ссылки

Ссылки

Детали модели CLaMS хорошо документированы и опубликованы в научной литературе.

Формулировка адвекции и смешивания Маккенны и др., 2002a.
Формулировка химической схемы и инициализация Маккенны и др., 2002b.
Маккенна, Дэниел С.; Конопка, Павел; Гросс, Йенс-Уве; Гюнтер, Гебхард; Мюллер, Рольф; Спанг, Рейнхольд; Офферманн, Дирк; Орсолини, Ю. (27 августа 2002 г.). «Новая химическая лагранжева модель стратосферы (CLaMS) 1. Формулировка адвекции и смешивания» (PDF) . Журнал геофизических исследований: Атмосфера . 107 (Д16): АХ 15–1. Бибкод : 2002JGRD..107.4309M . дои : 10.1029/2000jd000114 . ISSN 2156-2202 .
Сравнение химического модуля с другими стратосферными моделями Кремера и др., 2003 г.
Расчет скорости фотолиза Беккера и др., 2000 г.
Расширение версии трехмерной модели Конопки и др., 2004 г.
Лагранжева седиментация, Grooß et al., 2005.