سامانه همرفتی میان مقیاس

   پیامدها و تهدیدهای ناشی از مخاطرات اقلیمی از یک طرف و فرصت هایی مانند استفاده در منابع آب، کشاورزی و سایر بخش های اقتصادی از طرف دیگر باعث شده است تا در سال های اخیر سامانه های همرفتی بارش زا بیشتر موردتوجه قرار گیرند. بدین منظور در این پژوهش، شرایط دینامیکی سامانه های همرفتی میان مقیاس در ماه های گرم و سرد سال و بارش همرفتی تجمعی آن ها بررسی شده است. پس از اخذ تصاویر ماهواره های زمین آهنگ متئوست، فراگیرترین سامانه های همرفتی میان مقیاس بدون اشتقاق و ادغام با استفاده از آستانه دمای درخشندگی 224 کلوین و آستانه مساحت مشخص شدند و از طریق مدل RegCM4، رفتار دینامیکی و بارش همرفتی تجمعی آن ها بررسی گردید. نتایج نشان داد مکان شکل گیری سامانه ها در جنوب عراق و شمال عربستان بوده است. الگوی جریانات سامانه های ماه های سرد سال تحت تأثیر توپوگرافی بوده است؛ به گونه ای که با برخورد آن ها به ارتفاعات، تاوایی مثبت در منطقه ایجاد شده است و با افزایش ارتفاع تاوایی قوی تر شده است. همچنین هسته کمیت های دینامیکی ماه های دسامبر- ژانویه پس از عبور سامانه از ارتفاعات زاگرس تضعیف شده است. در مقابل، ارتفاعات زاگرس تأثیر زیادی در قدرت فعالیت سامانه های آوریل نداشته است. تاوایی و همگرایی سامانه های همرفتی در ماه آوریل قوی تر و شدیدتر از ماه های دسامبر- ژانویه بوده است.

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.