Impact of numerical grid spacing and time step size on vortex Rossby waves in secondary eyewall formation in a simulation of hurricane Wilma (2005)

• Main Author: Gadoury, Jonathan
• Other Authors: Man K Yau (Internal/Supervisor)
• Format: Others
• Language: en
• Published: McGill University 2012
• Subjects: Earth Sciences - Atmospheric Sciences
• Online Access: http://digitool.Library.McGill.CA:80/R/?func=dbin-jump-full&object_id=110599

To understand the impact of numerical grid spacing and time step size on vortex Rossby waves in hurricanes going through an eyewall replacement cycle, multiple simulations with identical parameterization but with different numerics were carried out using the WRF model on hurricane Wilma (2005). The method of Empirical Normal Modes was then applied on the dataset in order to find radially outward propagating vortex Rossby waves (VRWs). It was found that for varying grid lengths, using high resolution can resolve these VRWs while a mixture of gravity and vortex Rossby waves was propagating from the eyewall using coarse resolution. An examination of the divergence of the Eliassen-Palm flux showed that high resolution is required to form a secondary eyewall. In terms of varying the time step size, differences were noted in the eyewall replacement cycles as well as the final shape of the eyewall, implying that non-converging numerical errors can impact strongly the vortex Rossby waves and therefore the dynamics of the hurricane. === Pour comprendre l'impact de l'espacement de grille numérique et la taille du pas de temps sur les ondes de Rossby de tourbillon (ORT) dans les ouragans affectés par un cycle de remplacement du mur de l'oeil, plusieurs simulations avec des paramètres identiques mais des données numériques changeantes ont été éffectuées en utilisant le modèle WRF sur l'ouragan Wilma (2005). La méthode des Modes Normaux Empiriques a été appliquée sur un ensemble de données afin de trouver des ORT se propageant radialement vers l'extérieur. Il a été trouvé que pour un espacement de grille variable, une haute résolution permet de résoudre ces ORT alors qu'en utilisant une résolution plus grossière, un mélange d'ondes gravitationnelles et d'ORT se propageaient à partir du mur de l'oeil. Une examination de la divergence du Flux d'Eliassen-Palm a montré qu'une haute résolution est requise pour former un deuxième mur. Pour le pas de temps variable, des différences ont été notées lors du cycle de remplacement du mur de l'oeil ainsi que sur la forme finale du mur de l'oeil, laissant entendre que la non-convergence des erreurs numériques peut fortement affecter les ORT et ainsi la dynamique de l'ouragan.