مطالعه عددی خردفیزیک یک سامانه همرفتی میان مقیاس منجر به رخدادهای سیل در غرب و جنوب غرب ایران (مقاله علمی وزارت علوم)
درجه علمی: نشریه علمی (وزارت علوم)
آرشیو
چکیده
در این پژوهش، عملکرد مدل عددی WRF در شبیه سازی پارامترهای خردفیزیکیِ یک سامانه همرفتی میان مقیاس که در 13 آوریل 2016 در غرب و جنوب غرب ایران رخ داد، بررسی شد. از آن جایی که شبیه سازی مدل های میان مقیاس به انتخاب طرحواره های پارامترسازی فیزیکی مورد استفاده در آن حساس هستند، بنابراین با انجام آزمون هایی، حساسیت نتایج شبیه سازی های مدل با استفاده از دو طرحواره پارامترسازی خردفیزیک تامپسون و موریسون ارزیابی شد. در پیکربندی مدل از سه دامنه تو در تو استفاده شده و به جز طرحواره های خردفیزیک، سایر تنظیمات مدل در همه آزمون ها مشابه هستند. مقایسه پهنه بارش روزانه به دست آمده از شبیه سازی ها در دامنه دوم مدل با پهنه بارش حاصل از داده های ماهواره ایGPM نشان داد که طرحواره موریسون در شبیه سازی بیشینه مقدار بارش و گستره مکانی بارش روزانه نسبت به طرحواره تامپسون عملکرد بهتری داشته است. همچنین مقایسه مقادیر بارش روزانه شبیه سازی شده در دامنه سوم مدل، با بارش روزانه اندازه گیری شده در 40 ایستگاه همدیدی واقع در منطقه مورد مطالعه نیز نشان داد که دو طرحواره در حدود نیمی از میزان بارش ها در منطقه را نزدیک به مقادیر مشاهداتی پیش بینی کرده اند. بررسی نمودارهایِ تغییرات زمانی مقادیر شبیه سازی شده و مشاهدات ایستگاهی دردسترس برای برخی پارامترهای هواشناسی برای روز 13 آوریل 2016 در ایستگاه اهواز نشان داد که طبق شاخصه های آماری محاسبه شده در ارزیابی عملکرد طرحواره های موریسون و تامپسون، نتایج دو طرحواره خیلی به هم نزدیک است. در بخش آخر به منظور درک بهتر ویژگی های سامانه همرفتی میان مقیاس شبیه سازی شده با دو طرحواره خردفیزیکِ تامپسون و موریسون، چند پارامتر خردفیزیکی در دو شبیه سازی بررسی شدند. در بررسی نیم رخ های قائمِ این پارامترهای خردفیزیکی از جمله غلظت ها و سرعت های سقوط، تفاوت اساسی و مشهودی از شبیه سازی با دو طرحواره مشاهده نشد. همچنین، میزان بارش حاصل از پیش بینی ها قابل مقایسه بوده و اختلاف اندکی دارند.Numerical study of the microphysics of a mesoscale convective system leads to flash flood events in the west and southwest of Iran
This study investigated the performance of the Weather Research and Forecasting (WRF) mesoscale model in the simulation of microphysical parameters of a mesoscale convective system (MCS) event. This case study occurred during 13 April 2016 over the west and southwest of Iran and resulted in a flood in these areas. For all simulations, the WRF model uses a one-way nesting for three meshes of 36, 12, and 4 km horizontal resolution, respectively. In all simulations, the data from NCEP global final analysis (FNL) on 1-degree by 1-degree grids provide initial and boundary conditions. The results obtained from the model simulations are compared with the observations. The distribution of daily precipitation from the second domain of the model outputs showed the Morrison scheme has better performance in the simulation of maximum rainfall and spatial distribution of daily rainfall than the Thompson scheme. Comparison between the simulated daily precipitation in the third domain of all simulations and the observed daily precipitation at 40 synoptic stations in the study area shows that two schemes predict about half of the amount of rainfall in the region close to observational amounts for the mentioned day. Following, the time series of simulated values and station observations plotted for a variety of surface variables such as 2-meter temperature, relative humidity, and sea surface pressure for 13 April 2016 at Ahwaz station; it is possible to verify the model simulations for each of these parameters. The last section investigated several microphysical parameters from the two simulations to better understand the MCS properties. In examining the vertical profile of these microphysical variables, no noticeable difference was observed from the simulation compared with the two schemes. Almost similar concentrations and fall velocities show that the precipitation results from the simulations are comparable and slightly different.
تبلیغات
