test/em_tropical_cyclone/README.tropical_cyclone

   1
   2 README.tropical_cyclone
   3 Last updated:  25 March 2011
   4
   5
   6
   7 Description:  This README file provides a short user's guide to the
   8 idealized tropical cyclone test case.  The initial conditions for this
   9 case are generated by running ideal.exe.  The initial state is
  10 motionless (u = v = 0) and horizontally homogeneous, except an analytic
  11 axisymmetric vortex in hydrostatic and gradient-wind balance is added.
  12 The initial sea-surface temperature (SST) is constant.  An f-plane is
  13 assumed.  The lateral boundary conditions are periodic.  All of these
  14 assumptions can be relaxed/modified should users decide to run something
  15 more complex.
  16
  17
  18
  19 Default environment:  the initial horizontally homogeneous environment is
  20 specified via the "input_sounding" file (as in several other test cases).
  21 The default file uses the Jordan mean hurricane sounding.  An f-plane
  22 is assumed by default with f = 5.0e-5  (20 degrees north).   The default
  23 SST is 28 Celsius.
  24
  25 Reference:  Jordan, C L., 1958:  Mean soundings for the West Indies area.
  26 J. Meteorology, 15, 91-97.
  27
  28
  29
  30 Default vortex:  a broad, weak, axisymmetric vortex is specified using an
  31 analytic equation from Rotunno and Emanuel (1987).  This vortex is placed
  32 in the middle of the domain.  It is in hydrostatic and gradient-wind
  33 balance, with the maximum winds at the lowest model level.  Users can
  34 change the initial vortex by modifying the parameters r0, rmax, vmax, and/or
  35 zdd in the "module_initialize_tropical_cyclone.F" file, which is located
  36 in the "dyn_em" directory.
  37
  38 Reference:  Rotunno, R., and K. A. Emanuel, 1987:  An air-sea interaction
  39 theory for tropical cyclones.  Part II.  Evolutionary study using a
  40 nonhydrostatic axisymmetric numerical model.  J. Atmos. Sci., 44, 542-561.
  41
  42
  43
  44 Default physics:  Users should be able to use any physics schemes for this
  45 test case, although only a few have been tested so far.  The default settings
  46 are as follows:
  47
  48   - For simplicity, the Kessler (liquid-only) microphysics scheme is used.
  49
  50   - By default, a capped Newtonian relaxation scheme is used on potential
  51     temperature (Rotunno and Emanuel 1987) which is a crude approximation
  52     for longwave radiation.  This scheme is useful for some idealized studies
  53     of maximum tropical cyclone intensity.  (rad_nudge = 1)
  54
  55        CAUTION:  if you are going to use a real atmospheric radiation scheme,
  56        you should turn this option OFF.   (rad_nudge = 0)
  57
  58   - The YSU PBL scheme and Monin-Obukhov surface-layer scheme are used by
  59     default.
  60
  61   - The alternative Ck/Cd formulations for tropical cyclones are "on" by
  62     default (isftcflx=1).
  63
  64   - The ocean mixed layer scheme is off by default, and hence SST remains
  65     fixed over time.
  66
  67
  68
  69 Other settings:  the default values of f (Coriolis parameter) and sst (sea-
  70 surface temp.) may be changed in the "module_initialize_tropical_cyclone.F"
  71 file, which is located in the "dyn_em" directory.
  72
  73 The default domain size is 3000 km x 3000 km x 25 km, which is the three-
  74 dimensional equivalent of the Rotunno-Emanuel (1987) setup.  Horizontal
  75 grid spacing is 15 km, and vertical grid spacing is 1.25 km, also following
  76 Rotunno and Emanuel (1987).  This resolution is very coarse;  these
  77 settings were chosen for defaults so the test case can finish quickly, but
  78 they are probably not appropriate for research-quality work.
  79
  80
  81