Implementation of a microphysical scheme for warm clouds in the meteorological model “MERCURE”: Application to cooling tower plumes and to orographic precipitation.
Représentation des nuages chauds dans le modèle météorologique « MERCURE » : Application aux panaches d'aéroréfrigérants et aux précipitations orographiques
Résumé
A two-moment semi-spectral warm microphysical scheme has been implemented inside the meteorological model “MERCURE”. A new formulation of the buoyancy flux () is proposed, which is coherent with the corrigendum of Mellor (1977) but differs from Bougeault (1981). The non-precipitating cloud microphysics is validated by comparing the numerical simulations of fifteen cases of cooling tower plumes with data from a measurement campaign in Bugey in 1980. Satisfactory results are obtained on the plumes shape, on the temperature and vertical velocity fields and on the droplets spectrums, although the liquid water contents tend to be overestimated. The precipitating cloud microphysics is tested by reproducing the academical cases of orographic precipitation of Chaumerliac et al. (1987) and Richard and Chaumerliac (1989). The simulations allow a check of the action of different microphysical terms.
Un schéma semi-spectral de microphysique chaude à 2 moments est mis en place dans le modèle météorologique « MERCURE ». Une nouvelle écriture du flux de flottabilité () est proposée ; elle est cohérente avec le corrigendum de Mellor (1977) mais diffère de Bougeault (1981). La microphysique nuageuse est validée par des simulations numériques d'une quinzaine de cas de panaches d'aéroréfrigérants qui sont comparées aux données provenant d'une campagne de mesures réalisées au Bugey en 1980. Des résultats satisfaisants sont obtenus sur la forme du panache, sur les champs de température et de vitesse verticale et sur les spectres de gouttelettes ; cependant les simulations ont tendance à surestimer le contenu en eau liquide. Le schéma microphysique est aussi testé sur les simulations de cas académiques de précipitations orographiques de Chaumerliac et al. (1987) et Richard et Chaumerliac (1989). Lors des simulations, nous retrouvons l'action de différents termes microphysiques.