uas mikro [riza dan andi] versi final

7/24/2019 UAS MIKRO [Riza Dan Andi] Versi Final

1/55

Interaction between Cloud Microphysicsand Cumulus Convection in a General

Circulation Model

Laura D. Fowler and David A. Randall

(Journal of the Atmospheric Sciences, 2002)

Direview oleh

Andi S. Muttaqin (22412004)

Riza Adriat (2241200)

MK. Mikrofsika Awan dan Hujan

ains Kebumian

!"#$


2/55

%&K&K 'AHAA(

%en)aruh terhadap irkulasi *mum Atmos+er

%en)aruh terhadap Konveksi

%ercobaan ensitivitas

Model Awan Kumulus

%ersamaan 'ud)et kala,'esar

%endahuluan

%en)aruh terhadap %roses kala,'esar

Kesimpulan


3/55

!"#DA$%L%A#

&e'eraa deade terahir ara*eteri+a+i dari *oi+t ro+e+dala* -M diou+an dala* en/e*'an/an intera+ireali+ti antara awan onveti dan awan +tratior*.

&ana u+aha an/ dilauan untu *e*'uat er+a*aan

ro/no+ti an/ di/unaan dala* *en//a*'aranere*'an/an +a+ial dan te*oral dari ua air an/di/unaan +e'a/ai ara*eteri+a+i onve+i untu*erere+enta+ian or*a+i awan an/ di+e'a'an olehonve+i.

iede (13) *enataan 'ahwa 5rere+enta+i or*a+i

awan oleh onve+i le'ih *udah 6ia onve+i u*ulu+diara*eteri+a+i *en//unaan +e*a 7u8 *a++a9.


4/55

-olorado State %niver+it (-S%) eneral -ir:ulation Model(-M) *en//unaan ara*eteri+a+i onve+i an/ 'er'a+i+AS;4 (Araawa and S:hu'ert, 1;4) dan *odel awan Lord(1;) an/ telah di*odi*edal+=vilhel*>'6erne+=2010=aio>araawa=

Aio Araawa

htt==+:hu'ert.at*o+.:olo+tate.edu=er+onnel=+:hu'ert.6/

S:hu'erthtt==www.a*et+o:.or/='oard/e+=:w:e=do:+=ro


5/55

u6uan dari +tudi ini adalah untu*endaatan lan/ah awal dala**en//a*'aran onveti dan ro+e+

*iro


6/55

a*'ar 1. *enun6uan dua awan +ala 'e+ar an/ di'entu dariro+e+ detrain*ent ada *a+in/>*a+in/ un:ana.

Di*ana " adalah Entrainment an/ *erere+enta+ian la6u *a++aan/ *a+u dari lin/un/an 'ai an/ 'e'a+ awan *auun'erawan edala* onveti udrat. ?ia lin/un/an adalah 'e'a+awan, hana *oi+t +tati ener/i dan ua air an/ *en/ala*i

entrain*ent. Sedan/an aa'ila lin/un/an 'erawan *aa moiststatik energy, ua air, cloud waterdan cloud ice.

Detrainment *erere+enta+ian ene'aran *a++a ada un:a

onveti udrat dila*'an/an D.

Cloud water dan cloud icean/ *en/ala*i detrainment'ertinda +e'a/ai +u*'erdari cloud waterdan cloud iceuntu ara*eteri+a+i*iro


7/55




Model Awan Kumulus

%endahuluan


Kesimpulan



8/55

!er+a*aan ontinuita+ ada er*uaan +i/*a untu onveti,onden+a+i +ala 'e+ar dan ro+e+ radiati, 'i+a dituli+

vq C *i8in/ ratio ua air +ala 'e+arC *i8in/ ra+io cloud water+ala'e+arC *i8in/ ra+io cloud ice+ala

'e+arC *i8in/ ra+io rain skala'e+arC *i8in/ ra+io snow+ala 'e+arC la6u eru'ahan didala* onve+iudratC e:enderun/an ro+e+

onden+a+i

cq

iq

rq

sq

( ) ( ) ( ) xxxxxx

SLSPqwgSCUPqqVq

t

+

+=

++

'***'

.....(1)

xSLSPxSCUP

( ) C oerator diver/en di er*uaanC +ala teananC vetor an/in horizontalC e:eatan vertial +ala 'e+arC ener/i +tati+ erin/ +ala 'e+ar

C e:enderun/an ro+e+ radia+i /elo*'an/ an6an/ danende

*

V

( ) ( ) ( ) TTT SRADSLSPswgSCUPssVs

t++

+=

++

''***

s

.....(2)

TSRAD


9/55

ran+or vertial edd dari +e+ie+ air dari awan u*ulu+ untu

tie awan tun//al dan ener/i +tati+ erin/ *a+in/>*a+in/ daatditun6uan den/an

( )xxccx

qqMqw =''

vcq C *i8in/ ra+io ua air di dala* awan

C *i8in/ ra+io cloud waterdi dala* awanC *i8in/ ra+io cloud icedi dala* awanC *i8in/ ra+io raindi dala* awan

C *i8in/ ra+io snow di dala* awanC 7u8 *a++a onvetiC ener/i +tati+ erin/ di dala* awan

ccq

icq

rcq

scqc

Mc

s

( )ssMswcc =''

.....(3)

.....(4)


10/55

!ro


11/55

!er+a*aan untu *en:ari ener/i ineti vertial u*ulu+ adalah

( ) ( ) ( ) ( )

( )

D

B

KAMK

dt

d = .....(E)

( )K( )BM( )D

Di*ana, C la6u entrainmentra+ionalC inte/ra+i vertial ener/i ineti u*ulu+C 7u8 *a++a da+ar awanC +ala watu di+ia+iC un/+i er6a awan

e*udian dia+u*+ian

di*ana adalah ator onver+i an/ *en/hu'un/an 7u8 *a++ada+ar awan u*ulu+ den/an ener/i ineti u*ulu+.

( ) ( ) 2B

MK = .....(@)

( )A


12/55




Model Awan Kumulus


%endahuluan


Kesimpulan


13/55

Lord (1;) *en/a+u*+ian untu tia tie awan onver/en+i 7u8

dari total air (ua air dita*'ah cloud water dan cloud ice)'er/antun/ ada entrainment total dari lin/un/an dandetrainment total ada un:a onveti udrat dan rodu+ihu6an.

Lord (1;) *en/a+u*+ian cloud water

dan cloud ice +ala 'e+ar adalah nol*aa entrainment total dari lin/un/anaan *en/uran/i ua air, cloud waterdan cloud ice di dala* awan, +ehin//adetrainment ada un:a awan den/an+eetia *en/ala*i evaora+i.

Lord 6u/a *en/a+u*+ian ra+i air an/ di'entu dari onvetiudrat adalah supercooled 6adi aan *enin/atan rodu+i cloudice. Fra+i air supercooled ter+e'ut 'er/antun/ den/an te*eraturdidala* awan dan 6u*lah air didala* awan. Fra+i +i+a dari cloudwater itu teronve+i *en6adi hu6an, an/ aan 6atuh +eetia e

er*uaan.


14/55

ehadiran "A%-%! dan "A%LB *e*un/inan entrainment, tidahana ua air +ala 'e+ar tai 6u/a cloud water dan cloud ice+ala'e+ar *a+u edala* onveti udrat. ni 6u/a diiuti detrainmenttida hana dari onveti ua air tai 6u/a onveti cloud water dan

cloud icean/ *e*'entu anvil +ala 'e+ar.etia ua air, :loud water dan :loud i:e nai eata+ *enu6u un:aawan, di+ini ter6adi ro+e+ *iro


15/55

dan *enun6uan ener/i +tati+ virtual +ala 'e+ardan /enerali+a+i moist static energy, dide


16/55

etiaL diinterola+i

linier +e'a/ai un/+idan . etia

te*eratur 'erada dia*'an/ 'ata+, ditetaanon+i+ten+i di/unaanara*eteri+a+i *iro


17/55

Di da+ar dari onveti udratdia+u*+ian

0======

scrciic

cccvvcc

qqqqqqqqhh

;

;;; .....(14)

( )[ ]( )BiK

kkickBiK

ickzz

hzhzzh

+

++=

++

,2/1

,2/1,2/1

,2/11

1

dan

( )[ ]( ) xcBiK

xkkixckBiK

ixck SCUPzz

qzqzzq +

+

++=

++

,2/1

,2/1,2/1

,2/11

1

.....(1E)

.....(1@)

#or*ali+a+i 7u8 *a++a dilauanendeatan den/an

( ) ( )[ ] kkickBiKickBiK hzhzzhzz ++=+ ++ ,2/1,2/1,2/1,2/1 11

( ) ( )[ ] xcxkkixckBiKixckBiK SCUPqzqzzqzz +++=+ ++ ,2/1,2/1,2/1,2/1 11


18/55

e*eratur di dala* awan daat dituli+an

( )[ ]scicfc

p

c qqLhh

c

TT +++

+=

1

11.....(20)

( )

+

=

1

vscvc

vc

qqdq

Mi8in/ ratio +atura+i dihitun/ den/an endeatan deretalor aitu

( )[ ]scicfsc

c

vsvs qqLhh

Lqq ++

++= 1

1

Di*ana

P

vs

Tq

=

.....(1)

.....(1)

.....(1;)

La6u eru'ahan *i8in/ ra+io


19/55

&eriutna aan di'a/i 6u*lah dari air onden+at an/ ter'entu

didala* onveti udrat *en6adi cloud water dan cloud ice+e'a/ai un/+i ,e*udian dierolehlah ara*eteri+a+i dari

*iro


20/55

?u*lah air dan e+ di dala* awan an/ 'eru'ah *en6adi hu6andihitun/ den/an a+u*+i la6u eru'ahan onver+i adalah

( )zczcP+

=

0

0

1

C ete'alan lai+an udratC 2 8 10>3*>10c

z

.....(24)

( ) vccc

dqPdq = 1

( ) ( ) vcic

dqPdq = 11

vcrc dqPdq =

( ) vcsc

dqPdq = 1

.....(2;)

.....(2@)

.....(2E)

.....(2)

Setelah ter6adi hu6an


21/55




Model Awan Kumulus


%endahuluan


Kesimpulan


22/55

Se'elu*na de+ri+i dari *odel ara*eteri+a+i AS;4*en6ela+an 'ahwa hu6an onveti dia+u*+ian +eetia6atuh e tanah +edan/an a+u*+i alternati ("A%-%!) an/di'uat ada a6ian ini adalah den/an *e*erhatian +al6u

an/ ter'entu ada onveti udrat.Di+ini aan diinve+ti/a+i +en+itivita+ +ilu+ hidrolo/i dan+irula+i u*u* at*o+er untu *endaatan a+u*+ialternati di dala* ti/a er:o'aan 'eriut 1. Det+now2. Fallout3. Fallin


23/55

Di+ini tida ada ro+e+ ehilan/an +al6u 'ai diluar *auundidala* udrat atau *endaat ta*'ahan +al6u dari entrain*ent

dari in//ir udrat, didala* awan moist static energydiertahanan +ela*a ertu*'uhan awan.A+u*+i +al6u ter+e'uttu*'uh di un:a awantana re+iita+i, ini+un//uh e+tre*e na*un

tida +eenuhna tida'erala+an +e6a itaetahui e:eatanter*inal dari +al6u adau*u*na le'ih e:il darie:eatan vertial udrat

6adi +al6u ter+e'ut aantertean eata+ *enu6u

!ada er:o'aan ini dia+u*+ian +e*ua +al6u nai dan*en/ala*i detrainment ada un:a udrat. Sal6u an/*en/ala*i detrainment di/unaan +e'a/ai +u*'er

ara*eteri+a+i *iro


24/55

Di+ini dia+u*+ian +uatu 'entu di*ana +al6u onveti den/an+eetia 6atuh eluar dari onveti udrat di*ana +al6u ter+e'ut*en6adi +u*'er dari +al6u untu *iro


25/55

!ada er:o'aan terahir +al6u onveti dia+u*+ian 6atuh +eetiae da+ar udrat. Di'awah dari da+ar awan onveti re+iita+i +al6u

*un/in *en/ua atau *en:air. ?ia te*eratur da+ar awan le'ihhan/at dari e+, +al6u aan *en:air dan *en6adi hu6an onveti an/aan 6atuh +eetia e er*uaan.

Sa*a den/an allout, di+ini tida ada tran+or vertial dari +irula+ionveti dan didala* awan moist staticener/i *enin/at.

FALL#

Det+now dan Fallin adalah +i*ula+ian/ *e*ilii 'ata+ e+tre* darior*a+i dan re+iita+i hu6an dan +al6udidala* onveti udrat an/+e'enarna. A+u*+i +al6u ter+e'ut*en6adi e+tre* arena detrainmenttana re+iita+i atau hu6an tanaevaora+i +eerti tida reali+ti.

Me+iun de*iian ini daat*e*'antu untu enelidianterhada +en+itivita+ dari +i*ula+i

+ilu+ hidrolo/i oleh -S% -Mdi'awah a+u*+i an/ e+tre*.


26/55

a) Si*ula+i olo*>tun//al

') !re+iita+i

:) e:enderun/an onveti




Model Awan Kumulus


%endahuluan


Kesimpulan


27/55

Su*'erwww.:+.toronto.edu

a- imulasi Kolom,un))al

Se'elu* *eneraan ada *odel -M, ara*eteri+a+i

"A%-%! diu6i terle'ih dahulu *en//unaan ver+i *odelolo*>tun//al dala* -S% -M (S-M).

Salah +atu *a+uan S-M adalahe:enderun/an adveti total an/ didaatdari o'+erva+i.

'+erva+i dilauan ada !eriode '+erva+inten+i (!) ?uli 1E di Southern reat

Plains (S!) di 'awah roe Atmospheric!adiation "easurement (ARM) (Stoe+ danS:hwartz, 14).

! 'erlan/+un/ +ela*a 1 hari, 'er*ula00.00 %- 1 ?uli 1E hin//a 23.00 %-ada 4 A/u+tu+ 1E.Su*'er htt==li'rar.nd+u.edu=

S-M *eruaan *odel an/ 'er/una untu*en/u6i ara*eteri+a+i an/ die*'an/anuntu di/unaan dala* *odel>*odel +ala'e+ar (Randall et al, 1@).


28/55

ARM -li*ate Re+ear:h


29/55

o e:enderun/an adveti(te*eratur dan ua air) ditentuan *en//unaan *etodeRevealed forcing(Randall dan-rie, 1).

%enentuan Kecenderun)an Advekti+/0andall dan Cripe1 #222-

!e#ealed

forcing

$ori%ontalad#ecti#e

forcing

!elaxationforcing


30/55

o o thero/no+ti:

!&L

1oo

GARM

1oo

DRH

!er'edaa

n

antaraFALL#

danD"1S#G4

)e:il

b- %resipitasi


31/55

b- %resipitasi

Globalmean

3anuary

D"S#G FALL% FALL#

-u*ulu+re:i.

0.1 0.;E #.$$

Lar/e>+:alere:i.

2.1E !.#4 1.@2

otalre:i.

!.25 2.2 2.E

-u*ulu+in:iden:e(I)

!6.$ 23. 22.3Global

mean

3uly

78(&9 :A;;&* :A;;I(

-u*ulu+re:i.

0.3 0.; #.62

Lar/e>+:alere:i.

2.22 !.!< 1.@@

otal

re:i. $.#< 3.12 $.#+:ale,total re:iitation+, and :u*ulu+ in:iden:e+i*ulated ' D"S#G, FALL%, andFALL#. %nit+ are *illi*eter er da orre:iitation, and er:ent or :u*ulu+

in:iden:e.


32/55


33/55

2EI

4EI

;EI

EEI


34/55


35/55

u6uan dari RMM adalah *enediaane+ti*a+i /lo'al dari re+iita+i u*ulu+ dan+ala>'e+ar (u**erow et al, 1,Si*+on et al, 1@).

!arti+i antara hu6an onveti dan +ala>

'e+ar daat dilauan den/an dua :ara,aitu&' Brightness temperature(RMM

Mi:rowave *a/er, M)(' !e)ecti#ity(!re:iitation Radar, !R)

a*'ar 10 *enun6uan data RMM !Rver+i E an/ dirata>rata antara De+e*'er

1 hin//a Fe'ruari 2000.

otal > /Convective ?trati+orm-

? 9arm0ain

c- Kecenderun)an Konvekti+


36/55

c- Kecenderun)an Konvekti+

( ) ( ) ( ) xxxxxx

SLSPqwgSCUPqqVqt

+

+=

++ '*** '

( ) ( ) ( ) TTT SRADSLSPswgSCUPssVs

t++

+=

++

''***


37/55

Heatin)

Moist staticener)y

Cloud ice?salju

*apair


38/55


39/55




Model Awan Kumulus


%endahuluan


Kesimpulan

Seerti telah di6ela+an ada &a' 3 (Model Awan u*ulu+)


40/55

Seerti telah di6ela+an ada &a' 3 (Model Awan u*ulu+),terdaat dua cara interaksiantara ro+e+ "A%-%! dan "A%LB.

8A*C*% memodifkasi8A*;I@

8A*;I@memodifkasi8A*C*%

Cloudwater

Cloudice

now

Cloudwater

Cloudice

now;ar)e,scale

Selan6utna aan dia6i *en/enai e:enderun/an +ala 'e+ar dari temperatur(large*scale heating rate), uap air(large*scale moistening rate), dan cloud ice

? snow, untu +i*ula+i 78(&9, :A;;&*, dan :A;;I(.


41/55

ConvectiveHeatin);ar)e,scaleCoolin)

Convective 7ryin);ar)e,scaleMoistenin)

ConvectiveMoistenin);ar)e,scale9armin)


42/55




Model Awan Kumulus


%endahuluan


Kesimpulan


43/55

a'le 2. lo'al *ean o verti:all inte/rated :loud ra:tion (I), A out/oin/lon/wave radiation, and lanetar al'edo (I)

Globalmean

3anuary

78(&9

:A;;&*

:A;;I(

-loudra:tion(I)

=$.$ 1.E ;.4

LR 20;.2 20.3 !#6."

!lanetaral'edo(I)

$


44/55

9armin)belowcloud,baseCoolin)

abovecloud,top

(et9armin)

(et Coolin)


45/55

%erbedaanhasil simulasiterbesar

Iklim

lebih basah Iklimlebih din)in


46/55

oocold

oo 9arm

*nrealisticallytron)westerly jet


47/55




Model Awan Kumulus


%endahuluan


Kesimpulan


48/55

Di dala* +e*a ara*eteri+a+i"A%-%!, enuli+ telah *en/a*'illan/ah awal e arah enin/atan+i*ula+i intera+i antara ro+e+ +ala>'e+ar dan onveti den/an

*e*'iaran cloud water dan cloude

ice +ala>'e+ar daat *a+u(entrained) e dala* updraftonveti.

%n+ur un:i untu *enin/atan intera+i antara ro+e+onveti dan ro+e+>ro+e+ +ala>'e+ar (hu+u+na

*elalui ro+e+ e*'entuan an#il +ala>'e+ar) adalah Menertaan ro+e+ *iro


49/55

o $a+il an/ didaat dala* a6ian ini *enduun/

e+i*ulan dari "*anuel dan !ierrehu*'ert(1@) dan "*anuel dan Jivovi:>Roth*an

(1) 'ahwa +e*a onve+i u*ulu+ an/di/unaan di dala* *odel>*odel ili* haru+

*en//a*'aran ro+e+ *irorata zonal) antaraFALL% dan D"S#G dan antara FALL# dan

D"S#G.

o $a+il uta*a an/ didaat dala* a6ian ini

*enun6uan 'ahwa ili* an/ di+i*ula+ianden/an *odel -S% -M +an/at +en+iti terhada

erlauan dari re+iita+i untu a+e e+.o !enurunan re+iita+i onveti *en/ha+ilan ili* an/ le'ih le*'a' na*un le'ih

din/in, +eerti dala* erlauan D"S#G.

o !enuli+ *en/u+ulan 'ahwa er'edaan +ala>watu antara ara*eteri+a+i onve+i

dan onden+a+i +ala>'e+ar, dan 6u*lah dari onden+at an/ ter+e'ar (detrained)ada un:a udrat relati terhada 6u*lah an/ *en6adi re+iita+i e er*uaan

*en6ela+an er'edaan uta*a antara FALL# dan D"S#G.

Steve !latni:, #ASA

o Men//unaan ara*aeteri+a+i "A%-%! +e'a/ai titi awal 'e'eraa


50/55

o "ntrain*ent dari cloud water dan cloudice+ala>'e+ar e dala* updraftonveti

*en+i*ula+ian ertuaran *a++a antaraawan +tratior* dan onveti di dala*+e'uah ota /rid *odel.

o !er'aian ara*eteri+a+ai *iro'e+ar ("A%LB) an/ +aat inidi/unaan den/an ara*eteri+a+i lain an/ *e*a+uan er+a*aan ro/no+tiuntu ra+i awan horizontal aan *e*'antu *en/ha+ilan +i*ula+i LR danal'edo laneter di un:a at*o+er (A) le'ih deat den/an nilai o'+erva+i.

o Men//unaan ara*aeteri+a+i "A%-%! +e'a/ai titi awal, 'e'eraahal daat di+elidii. hu+u+na, enin/atan intera+i antararo+e+>ro+e+ +ala>'e+ar dan onveti *elalui ro+e+ entrainmentdari ua air, cloud water, dan cloud ice+ala>'e+ar e dala* updraft

onveti, dan +u'+iden+i +ala>'e+ar, *eruaan +alah +atu un+urun:i dari ara*eteri+a+i ra+i eawanan("A%LB#, Randall dan Fowler 1).

www2.u:ar.edu


51/55

7a+tar %ustaka

Fowler, L.D., dan Randall, D.A. (2002) ntera:tion+ 'etween:loud *i:roh+i:+ and :u*ulu+ :onve:tion in a -M,J' of the Atm' Sci'+ E, 30;4 K 30 '


52/55

eri*a a+ih

%80A(BAA(


53/55

%80A(BAA(

LAM!RA#


54/55

LAM!RA#

Fowler et.al.


55/55

uas mikro [riza dan andi] versi final

Documents