Numero globale di Richardson

Il Richardson Global Number ( BRN ) è un numero adimensionale che combina l'energia potenziale convettiva disponibile ( EPCD ) e il taglio del vento verticale . Questo indice misura l'importanza relativa dei due parametri stabilendo la relazione tra la turbolenza termica dell'atmosfera e quella prodotta dal taglio verticale. Questa correlazione può essere utilizzata per determinare il tipo di temporale che le condizioni meteorologiche produrranno in un'area di interesse, in particolare quando l' EPCD raggiunge valori elevati (da 1.500 a 3.500 J / kg ).

Definizione

Numero di gradiente di Richardson

Sia la componente orizzontale del vento medio ad una data altitudine e sia N la frequenza di Brunt-Väisälä . Il numero di Richardson locale (o gradiente) è definito da: $\ vec {u}$

${\ displaystyle Ri = {N ^ {2} \ over \ left ({\ partial {\ vec {u}} \ over \ partial {z}} \ right) ^ {2}}}$

Vediamo che questa quantità è un numero puro senza dimensione. Possiamo anche esprimere il numero Richardson come segue:

${\ displaystyle Ri = {{g \ over \ theta} {\ partial \ theta \ over \ partial z} \ over \ left ({\ partial {\ vec {u}} \ over \ partial {z}} \ right) ^ {2}}}$

dov'è la temperatura potenziale . $\ theta$

Si può generalizzare questa definizione a spessori finiti dove si sostituisce la derivata parziale con una differenza finita. Otteniamo quindi la definizione del numero Richardson globale come segue:

${\ displaystyle Ri_ {g} = {g \ Delta \ theta \ Delta z \ over \ theta \ Delta ({\ vec {u}}) ^ {2}}}$

Numero globale di Richardson ( BRN )

Il numero di Richardson globale è un'approssimazione di ottenuto utilizzando i gradienti locali tra determinati strati dell'atmosfera, vale a dire: ${\ displaystyle Ri_ {g}}$

${\ displaystyle B \! R \! N = {\ frac {{\ frac {g} {T_ {v}}} \ Delta \ theta _ {v} \ Delta Z} {\ Delta U ^ {2} + \ Delta V ^ {2}}}}$

O :

${\ displaystyle \ theta _ {vb}}$ = Temperatura potenziale virtuale attraverso uno strato ; ${\ displaystyle \ Delta Z}$
${\ displaystyle T_ {vb}}$ = Temperatura virtuale ;
U e V sono le componenti ortogonali del vento nello strato. ${\ vec {u}}$

Il termine superiore corrisponde all'EPCD e il termine inferiore al wind shear nello strato. Come in meteorologia, il BRN viene utilizzato per stimare il tipo di tempesta , la componente di taglio BRN viene scelta come differenza vettoriale tra il vento medio nello strato da 0 a 6 km ( ) e quello nello strato tra 0 e 500 metri ( ). Il risultato corrisponde quindi all'ampiezza del vettore di taglio tra lo strato vicino al suolo e il vento medio nello strato in cui si muovono le nubi convettive . ${\ displaystyle \ scriptstyle {\ vec {V}} _ {\ text {6 km}}}$ ${\ displaystyle \ scriptstyle {\ vec {V}} _ {500}}$

Il BRN è quindi:

${\ displaystyle B \! R \! N = {\ frac {E \! P \! C \! D} {0 {,} 5 \ volte ({\ vec {V}} _ {\ text {6 km} } - {\ vec {V}} _ {500}) ^ {2}}}}$

Si noti che alcuni autori basano la definizione di taglio nel numero complessivo di Richardson sulla differenza tra il vento medio nello strato [5500 m , 6000 m ] e il vento medio nello strato [0,500 m ]. Tale definizione è compatibile con la definizione del paragrafo precedente e amplifica l'effetto di taglio sul risultato.

Interpretazione

Se il BRN è inferiore a 10, i valori di taglio sono generalmente troppo alti per resistere a forti correnti ascensionali. I venti quindi saranno forti in quota e porteranno l'umidità lontano. I temporali creati avranno quindi una bassa estensione verticale .

Sebbene il BRN sia più grande, non è uno strumento adatto per prevedere la rotazione di un temporale. Tuttavia, i valori BRN da 10 a 45 corrispondono alla formazione di tempeste di supercelle mentre c'è un certo equilibrio tra l' EPCD e il taglio che dà una pendenza nella nuvola. Più basso è il BRN, più forte è la struttura della supercella.

I valori superiori a 45 tendono a resistere alla convezione multicellulare o ai temporali verticali mentre l' EPCD è dominante.

Questa è solo un'interpretazione sommaria perché lo stesso valore di BRN può essere associato a una varietà di EPCD e cesoie. La nozione di numero globale di Richardson è quindi focalizzata sul potenziale convettivo della situazione meteorologica, ma uno studio più dettagliato della radiosonda valuterà la quantità di umidità disponibile, i venti a più livelli e i trigger dinamici. Il BRN è quindi solo uno degli strumenti per prevedere i forti temporali .

Vedi anche

link esterno

Marie-France Turcotte, " Prodotti post-trattamento per l'aviazione e il maltempo estivo " , Canadian Meteorological Centre (accesso 5 marzo 2009 ) [ppt]
(en) National Weather Service , " Mesoscale Analysis Parameter Descriptions " , NOAA (consultato il 5 marzo 2009 )

Note e riferimenti

Micro-meteorologia , p. 116
Micro-meteorologia , p. 117
(en) " Bulk Richardson number " , Glossary of meteorology , American Meteorological Society (accesso 5 novembre 2013 )
(en) Jeff Haby, " Skew-T: A look at BRN " , su theweatherprediction.com (consultato il 5 novembre 2013 )
(in) Weisman e Klemp, " La dipendenza delle tempeste convettive simulate numericamente sono il windshear verticale e la galleggiabilità " , Monthly Weather Review , American Meteorological Society , vol. 110, n o 6,Giugno 1982, p. 504-520 ( letto online , consultato il 5 novembre 2013 )
(in) Storm Prediction Center , " BRN Shear " , National Oceanic and Atmospheric Administration (accesso 8 novembre 2013 )
Sylvie Malardel, Fundamentals of Meteorology, seconda edizione , Cépaduès,2009, 711 p. ( ISBN 978-2-85428-851-3 ) , p. 513

Bibliografia

L. Weisman e Klemp JB, " Caratteristiche delle tempeste convettive isolate " Mesoscale Meteorology and Forecasting , P. Ray ( American Meteorological Society ), n . 15,1986, p. 504–520

[Micro-meteorologia] Roland Stull , Un'introduzione alla meteorologia dello strato limite , Dordrecht Boston, Kluwer Academic Publishers,1988, 670 p. ( ISBN 978-9-027-72768-8 e 978-9-027-72769-5 , OCLC 17983076 , leggi online )