Deep convective clouds frequently produce very intense precipitation which may lead to localised flooding, depending on the duration of the event. Because of its nature, the lifetime of a convective cell is limited by a number of factors, one of which is characterised by the reduction of available convective potential due to compensating subsidence in the vicinity of the cloud. This paper addresses the estimation of the upper limit of convectively generated precipitation for given atmospheric initial conditions. The presented idealised one-dimensional
cloud model is based on the principle of balanced mass-fluxes in each model layer. The precipitation intensity is derived via a commonly used saturation adjustment scheme neglecting microphysical processes. The condensation rate critically depends on the magnitude of convective lifting inside of the cloud which is computed from the vertical component of the equations of motion. The influences of water loading and mass entrainment of air are incorporated.
Finally, the results of a sensitivity study are presented which illustrate the dominating effects that confine the lifetime and intensity of an idealised heavy precipitation convective storm. / KonvektiveWolken mit großer vertikaler Erstreckung verursachen häufig intensive Niederschläge, welche wiederum abhängig von der Andauer zu lokalen Überschwemmungen führen können. Aufgrund seiner Natur wird die Lebensdauer einer konvektiven Zelle durch mehrere Faktoren begrenzt, zu denen auch die Verringerung des verf¨ugbaren konvektiven Potenzials durch ausgleichende Absinkbewegungen außerhalb der Wolke zählt. Dieser Artikel behandelt die Abschätzung der Obergrenze konvektiv erzeugbaren Niederschlags für gegebene atmosphärische Ausgangsbedingungen. Das vorgestellte idealisierte
eindimensionale Wolkenmodell beruht auf dem Konzept eines ausgeglichenen Massenflusses in jeder Modellschicht. Die Niederschlagsintensität wird durch ein vielfach verwendetes Sättigungsanpassungsschema abgeleitet, worin mikrophysikalische Prozesse vernachlässigt werden. Die Kondensationsrate hängt in großem Maße von der Stärke der konvektiven Hebung innerhalb der Wolke ab, welche aus der vertikalen Komponente der Bewegungsgleichungen berechnet wird. Die Einflüsse von Niederschlagslast und Masse eingemischter Luft werden berücksichtigt. Abschließend werden die Ergebnisse einer Sensitivitätsstudie vorgestellt, worin die dominierenden Effekte veranschaulicht werden, die Lebenszeit und Intensität einer idealisierten Starkniederschlagszelle eingrenzen.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:DRESDEN/oai:qucosa:de:qucosa:16110 |
| Date | 18 August 2017 |
| Creators | Zimmer, Janek |
| Contributors | Universität Leipzig |
| Source Sets | Hochschulschriftenserver (HSSS) der SLUB Dresden |
| Language | German, German |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/acceptedVersion, doc-type:article, info:eu-repo/semantics/article, doc-type:Text |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | urn:nbn:de:bsz:15-qucosa-212029, qucosa:13963 |
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