O modelo TVM é um modelo numérico 3D de mesoscala, com coordenadas seguindo a superfície, que resolve explicitamente as três componentes do vetor vorticidade, usando uma função vetorial de corrente para obter as três componentes do vetor velocidade do escoamento (u,v,w). A vantagem é que a vorticidade potencial é uma variável conservativa dos processos quase-geostróficos, para convecção rasa incompressível e profunda, anelástica (*) que aproxima em segunda-ordem bem às condições em do escoamento de convecção profunda (e.g., circulação em Cumulus nimbus). Por outro lado, a velocidade do escoamento não é variável vetorial conservativa para mesmas condições, mesmo considerando ausência de fricção (i.e., viscosidade nula). A distribuição inicial do modelo TVM foi preparada por Thunis e Clappier (2000) a partir da versão hidrostática de Bornstein (1975), originalmente desenvolvida para investigações numéricas 3D do desenvolvimento da Camada Limite urbana.
A distribuição tvm-br corresponde a versão brasileira do modelo tvm, desenvolvida por Karam (2008) que inclui dispersão turbulenta transiliente não-local e o esquema de superfície urbana t-TEB (Karam et al., 2014). Um draft de equações do tvm-br e um artigo apresentando a modificações realizadas na versão estão sendo preparados.
(*) Anelasticidade é a propriedade no qual a deformação do fluido depende da escala de tempo da deformação por estresse e do próprio estresse.
Joon-Hee Jung; Akio Arakawa (2018): A Three-Dimensional Anelastic Model Based on the Vorticity Equation, Mon. Wea. Rev., v. 136, p. 276-294. DOI: 10.1175/2007MWR2095.1
Thunis, P., and A. Clappier (2000): Formulation and evaluation of a nonhydrostatic mesoscale vorticity model (TVM). Mon. Wea. Rev., v. 128, p. 3236–3251.
Schayes, G., and P. Thunis, and R. Bornstein (1996): Topographic vorticity mode mesoscale-β (TVM) model. Part I: Formulation. J. Appl. Meteor., v. 35, p. 1815–1823.
Bornstein, P. Thunis, P. Grossi, and G. Schayes (1996): Topographic Vorticity-Mode Mesoscale-β (TVM) Model. Part II: Evaluation. J. Appl. Meteor., v. 35, p. 1824-1834.
Bornstein, R. D., , P. Thunis, and G. Schayes (1993): Simulation of urban barrier effects on polluted urban boundary layers using three-dimensional URBMET/TVM model with urban topography. New results from NYC. Air Pollution, P. Zannetti et al., Eds., Computational Mechanics Publications, 15–34.
Schayes, G., and P. Thunis (1990): A three-dimensional mesoscale model in vorticity mode. Contribution No. 60, Institut d’Astronomie et de Géophysique, Université Catholique de Louvain-la-Neuve, 42 pp. [Available from Université Catholique de Louvain, Institut d’Astronomie et de Géophysique, Georges Lemaître, Chemin du Cyclotron 2, B-1348 Louvain-la-Neuve, Belgique].
Bornstein, R. D. (1975): The two-dimensional URBMET urban-boundary layer model. J. Appl. Meteor., v. 14, p. 1459–1477.
Email-to: Hugo Abi Karam <hugo@igeo.ufrj.br>
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The TVM is a 3D mesoscale numerical model for the atmosheric flow, with coordinates following the surface, which solves the three components of the vorticity vector , using a 3D current vector functio to obtain the three components of the velocity vector (u, v, w). The advantage is that the potential vorticity is a conservative variable of the quasi-geostrophic circulations, both for shallow and deep convection, under anelastic* conditions which closely matches in second-order the atmospheric conditions of deep convection, while differently the velocity vector is not a conservative variable in the same frictionless conditions. The initial distribution of TVM was prepared by Thunis e Clappier (2000) from the hydrostatic version of Bornstein (1975), originally developed for 3D numerical investigations of the development of the urban boundary layer.
The distribution tvm-br corresponds to the Brazilian version of the tvm model, developed by Karam (2008) that includes transient non-local turbulent dispersion and the urban T-TEB surface scheme (Karam et al., 2014). A draft of equations and a paper with description of the modifications in the tvm-br version are being prepared.
(*) Anelasticity is the property in which deformation depends on the time rate of change due to stress as well as on the stress itself.
Joon-Hee Jung; Akio Arakawa (2018): A Three-Dimensional Anelastic Model Based on the Vorticity Equation, Mon. Wea. Rev., 136, 276-294. DOI: 10.1175/2007MWR2095.1
Thunis, P., and A. Clappier (2000): Formulation and evaluation of a nonhydrostatic mesoscale vorticity model (TVM). Mon. Wea. Rev., 128, 3236–3251.
Schayes, G., and P. Thunis, and R. Bornstein (1996): Topographic vorticity mode mesoscale-β (TVM) model. Part I: Formulation. J. Appl. Meteor.,35, 1815–1823.
Bornstein, R. D., , P. Thunis, and G. Schayes (1993): Simulation of urban barrier effects on polluted urban boundary layers using three-dimensional URBMET/TVM model with urban topography. New results from NYC. Air Pollution, P. Zannetti et al., Eds., Computational Mechanics Publications, 15–34.
Schayes, G., and P. Thunis (1990): A three-dimensional mesoscale model in vorticity mode. Contribution No. 60, Institut d’Astronomie et de Géophysique, Université Catholique de Louvain-la-Neuve, 42 pp. [Available from Université Catholique de Louvain, Institut d’Astronomie et de Géophysique, Georges Lemaître, Chemin du Cyclotron 2, B-1348 Louvain-la-Neuve, Belgique.].
Bornstein, R. D. (1975): The two-dimensional URBMET urban-boundary layer model. J. Appl. Meteor.,14, 1459–1477.
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