Simulation of Stratospheric Vortex Erosion Using Three Different Global Shallow Water Numerical Models

ABSTRACT

Simulation of planetary wave breaking and polar vortex erosion in the stratosphere has been carried out using three different global shallow water numerical models. The models are an Eulerian spectral model, a semi-Lagrangian finite difference model based on a vector discretization of the momentum equation and a semi-Lagrangian finite difference model based on the potential vorticity and divergence equations.

The results of the integrations indicate advantages of the potential vorticity-based model in the vortex erosion problem.

RÉSUMÉ

On utilise trois modèles numériques mondiaux basés sur les équations de St-Venant pour simuler le déferlement d'ondes planétaires et l'érosìon de la circulation polaire dans la stratosphère: le modèle spectral eulérien; le modèle à différences finies semi-lagrangien basé sur une discrétisation vectorielle de l'équation de la quantité de mouvement; et le modèle à différences finies semi-lagrangien basé sur les équations du tourbillon potentiel et de la divergence. Les résultats des intégrations indiquent les avantages du modèle basé sur le tourbillon potentiel dans le problème de l'érosion de la circulation.