Experiments with horizontal diffusion and advection in a nested fine mesh mesoscale model

Recent is een hoge resolutie versie van het HIRLAM met en roosterpuntsafstand van 5.5 km op het KNMI beschikbaar gekomen. De instelling van belangrijke modelgrootheden zoals horizontal diffusie, roosterpuntsafstand, tijdstap en de keuze van advectieschema dienen zorgvuldig bepaald te worden.

In dit rapport wordt en methode om de modeluitvoer te interpreteren ontwikkeld. Velden van de windsnelheidscomponenten worden spectraal ge-analvseerd. Als hun spectrum niet afvalt volgens een -5/3 macht, is dat een aanwijzing dat er fysisch onrealistische processen plaatsvinden in het model.
Een case-studie van 29 juli 1995 is gekozen omdat er op die dag weinig wind was en het zeewindeffect werd waargenomen. Modelruns met theoretisch afgeleide waardes voor de horizontale diffusie coefficienten geven geen goede resultaten. Op basis van subjective veldverificatie en het spectrale gedrag blikt dat meer horizontale diffusie nodig is.

Zowel het Euleriaanse als het semi-Lagrangriaanse advectieschema zijn bruikbaar voor de simulatie van de zeewindcirculatie. Echter het semi-Lagrangriaanse schema is gevoeliger voor numerieke ruis, maar heeft minder rekentijd nodig. Kunstmatige golven afkomstig van het opleggen van de randvoorwaarden blijken in het model voor te komen. Door bij de randen te filteren, zodat alleen de grootschalige informatie overblijft, wordt de nu-merieke ruis verwijderd. De resolutie in het geneste model kan tien keer verhoogd worden.

Uiteindelijk geeft het semi-Lagrangriaanse advectieschema met gefilterde landen bevredigende resultaten. Met dat system worden de meteorologische verschijnselen in Valkenburg (vliegveld bij Den Haag) en in Cabauw bestudeerd.
Het zeewindeffect met de typische winddraaiing en de temperatuursprong worden door het model gerepresenteerd, hoewel het model een fasefout ver-toont.