MARC

 008260126s2025        us                              c    eng  d
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■020    ▼a9798290648002
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■035    ▼a(MiAaPQ)PennState20798kmn182
■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■0820  ▼a536.7
■1001  ▼aNardi,  Kyle  M.
■24510▼aAssessing  the  Role  of  Parameterized  Turbulence  on  Tropical  Cyclones  and  the  Mean  Climate  in  the  Community  Earth  System  Model
■260    ▼a[Sl]▼bThe  Pennsylvania  State  University▼c2025
■260  1▼aAnn  Arbor▼bProQuest  Dissertations  &  Theses▼c2025
■300    ▼a215  p
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  87-04,  Section:  B.
■500    ▼aAdvisor:  Zarzycki,  Colin.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--The  Pennsylvania  State  University,  2025.
■520    ▼aEarth  System  Models  (ESMs)  simulate  the  interaction  of  various  components  of  the  global  Earth  system.  This  includes,  but  is  not  limited  to,  atmospheric,  oceanic,  land,  and  sea  ice  processes.  With  enhanced  computational  capacity,  we  can  now  run  ESMs  at  finer  horizontal  and  vertical  resolutions.  However,  despite  these  advances,  many  ESMs  are  incapable  of  resolving  certain  small-scale  processes  like  boundary  layer  (PBL)  turbulence.  Therefore,  these  processes  need  to  be  estimated,  or  parameterized,  based  on  theoretical  or  observed  relationships  with  resolved  fields.  Prior  studies  have  demonstrated  that  the  choice  of  PBL  parameterization  is  a  key  source  of  uncertainty  in  models  of  various  spatial  scales.  In  this  study,  we  seek  to  understand  how  the  parameterization  of  PBL  turbulence,  specifically  the  depiction  of  momentum  fluxes,  affects  ESM  model  output.To  answer  this  question,  we  use  the  Community  Atmosphere  Model  version  6  (CAM6),  the  atmospheric  component  of  the  Community  Earth  System  Model  version  2  (CESM2).  Turbulence  in  CAM6  is  parameterized  by  the  Cloud  Layers  Unified  by  Binormals  (CLUBB)  scheme.  We  adopt  an  experimental  version  of  CLUBB  (CLUBBX)  with  two  key  modifications:  1)  a  prognostic  formulation  of  vertical  momentum  flux  and  2)  a  regime-specific  formulation  for  the  dissipation  of  turbulent  eddies.  We  perform  a  computationally-efficient  sensitivity  analysis  (the  Morris  One-at-a-Time  method)  to  identify  a  group  of  tunable  CLUBBX  parameters  that  appreciably  impact  CESM2-CAM6  output.In  Chapter  3,  we  use  MOAT  to  identify  input  parameters  that  affect  the  PBL  structure  of  tropical  cyclones  (TCs)  in  an  idealized  0.25°  configuration  of  CAM6-CLUBBX.  We  highlight  a  handful  of  input  parameters  that  broadly  affect  TC  PBL  structure,  including  metrics  such  as  height  of  maximum  tangential  wind  and  latent  heat  flux  fraction.  In  Chapter  4,  we  extend  the  MOAT  analysis  to  3-day,  initialized  global  CAM6-CLUBBX  simulations  at  1°  horizontal  resolution.  We  find  that  the  parameters  appreciably  impacting  idealized  TCs  are  also  influential  for  key  characteristics  of  the  global  mean  climate,  including  cloud-radiative  effects  and  surface  wind  stress.  These  influential  parameters  are  physically  linked  to  the  modulation  of  vertical  turbulent  mixing  in  the  PBL.  Using  parameter  sensitivities  from  the  3-day  simulations,  we  make  targeted  parameter  perturbations  to  a  longer  (20-year)  simulation.  We  find  that  for  certain  dynamical  outputs,  long  simulations  allow  time  for  nonlinear  feedbacks  within  the  climate  system  to  affect  parameter  sensitivities.  In  Chapter  5,  we  explore  these  nonlinear  feedbacks  and  analyze  the  response  of  the  general  circulation  to  countergradient  momentum  fluxes  in  CLUBB.  We  show  that  reducing  eddy  diffusivity  in  the  PBL  contracts  the  Hadley  cell  and  affects  related  precipitation  patterns  over  the  tropics.
■590    ▼aSchool  code:  0176.
■650  4▼aHeat
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■650  4▼aClimate  change
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■650  4▼aAtmospheric  sciences
■690    ▼a0404
■690    ▼a0557
■690    ▼a0725
■71020▼aThe  Pennsylvania  State  University.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g87-04B.
■790    ▼a0176
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2025
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T17358646▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.

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