Comparison between anelastic and Boussinesq approximation for cumulus convection

Summary

Solutions of the anelastic pressure equation are studied, with a perturbative scheme, for certain assumed and idealized forcing distributions. Previous results, obtained in the Boussinesq approximation and the new ones are compared for the case of deep cumulus convection. Meaningful differences are found in the upper and lower parts of the cloud between the new and the previous estimate of vertical pressure gradient force induced by buoyancy forcing and by drag forcing in the case of a nonprecipitating cloud.

Riassunto

Si studiano soluzioni dell'equazione di pressione anelastica con uno schema perturbativo, usando distribuzioni di forzatura idealizzate. Si paragonano quindi, nel caso di cumuli convettivi profondi, questi nuovi risultati con i risultati dei lavori precedenti ottenuti nell'approssimazione di Boussinesq. Nella parte piú alta ed in quella piú bassa del cumulo convettivo si sono trovate importanti differenze tra le nuove e le precedenti stime delle forze di gradiente verticale di pressione, indotte dalle forzature di galleggiamento e di attrito nel caso di nuvole senza pioggia.

Резюме

Используя пертурбационную схему, исследуются решения решения уравнения для неупругого давления, предполагая, идеализированные распределения для вынуждающего воздействия. Предыдущие результаты, полученные в приближении Буссинеска, сравнииваются с новыми результатами для случая глубокой конвекции кучевых облаков. В верхней и нижней частях облака обнаружены существенные физические различия между новыми и предыдущими оценками вертикального градиента силы давления, индуцированного выталкивательной силой и силой сопротивления в случае облака без дождя.