La Simulation d'un Nuage Convectif dans un Modèle 3-D Avec Microphysique Explicite. Partie I : Description du Modèle et Expériences de Sensibilité

Un modèle numérique anélastique non-hydrostatique tridimensionnel d'un nuage convectif avec une description explicite des processus microphysiques a été développé. Deux fonctions de distribution sont considérées dans le modèle : une pour les noyaux de condensation de nuages (19 catégories de 0,0076 à 7,6 microns) et une autre pour les gouttelettes de nuage et les gouttes de pluie (30 catégories sur une échelle logarithmique de 4 à 3250 microns). Les équations cinétiques de prévision pour ces fonctions de distribution permettent le calcul des spectres d'aérosols et de gouttes, à partir de l'activation et culminant dans la formation de pluie. Les processus microphysiques de pluie chaude étudiés incluent la nucléation, la condensation/l'évaporation, la coalescence, la fragmentation et la sédimentation. L'analyse de l'évolution de la sursaturation dans le temps montre qu'elle ne subit pas de croissance avec le début de la coalescence et corrèle bien avec les valeurs dérivées des hypothèses quasi-stationnaires. Des tests de sensibilité sur la précision des calculs de sursaturation et l'effet du facteur de sel dans les calculs de condensation sont également présentés. Pour démontrer le potentiel du modèle, les résultats d'une expérience numérique montrant l'évolution d'un nuage multicellulaire sont brièvement décrits. Ils révèlent des caractéristiques intéressantes telles que la formation de tourbillon par fusion des ascendances de cellules de différentes intensités, l'interaction du nuage avec un environnement stable, et la réintégration répétée dans le nuage des mêmes masses d'air qui circulent le long de trajectoires spirales près des limites du nuage.