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Sea-Spray Thermodynamic Parameterization: Feedback and Source Strength Analysis

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12 diapositives · 267 Views · Oct 05, 2014

This work discusses a new thermodynamic parameterization for sea-spray droplets, focusing on feedback mechanisms and source strength variations. It incorporates original droplet equations from Fairall/Andreas and updates droplet source functions. The model simplifies large droplet behaviors, analyzing cooling and evaporation stages that contribute to ocean-atmosphere interactions. Key factors include turbulent fluxes, evaporation rates, and enthalpy transfer in relation to droplet dynamics. The relevance of feedback sensitivity and source strength is assessed within the broader context of environmental modeling.

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Transcription de la présentation
  1. A Sea-Spray Thermodynamic Parameterization Including Feedback C. W. Fairall *, J-W. Bao, and J. WilczakNOAA Environmental Technology Laboratory (ETL)Boulder, CO • Background • Source strength • Feedback • Sensitivities

  2. Original Droplet EquationsFairall/Andreas circa 1990

  3. Sn Surface Source Strength for Sea Spray Droplets

  4. Droplet Source Functions Fairall et al. 1994 Fairall, Banner, Asher Physical Model P energy wave breaking σ surface tension r droplet radius η Kolmogorov microscale f fraction of P going into droplet production Vf=droplet mean fall velocity

  5. Feedback

  6. Partitioning of Droplet Contribution:Stages of cooling/evaporation • Simplification: consider large droplets that are ejected, cool to wet bulb temperature and re-enter ocean with negligible change in mass • Stages: • Cool from To to Tair = Qs • Cool from Tair to Twet = Ql_a • Evaporation while at Twet = Ql_b • Total droplet enthapy transfer Qse=Qs+Ql_a • Enthalpy Bowen ratio = Qs/Ql_a=(To-Ta)/(Ta-Twet) • Qs=Qse*bowen/(1+bowen)

  7. Feedback Characterization δTa Effect on the fluxes:

  8. Turbulent Fluxes Above the Droplet Evaporation Layer

  9. Direct Transfer Coefficients Assumed in Parameterization

  10. Ratio of Transfer Coefficients With Droplet Enthalpy Flux

  11. Feedback Sensitivity:Source Strength=0.3