تعداد نشریات | 161 |
تعداد شمارهها | 6,532 |
تعداد مقالات | 70,504 |
تعداد مشاهده مقاله | 124,123,845 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 97,232,036 |
مطالعه موردی تأثیر برخی خصوصیات دینامیکی و خردفیزیکی ابر بر آذرخش درونابری با استفاده از مدل WRF | ||
فیزیک زمین و فضا | ||
مقاله 12، دوره 44، شماره 2، تیر 1397، صفحه 423-437 اصل مقاله (893.29 K) | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22059/jesphys.2018.239373.1006926 | ||
نویسندگان | ||
مرتضی حسینی1؛ مریم قرایلو* 2؛ مجید مزرعه فراهانی3 | ||
1دانش آموخته کارشناسی ارشد، گروه فیزیک فضا، موسسه ژئوفیزیک دانشگاه تهران، ایران | ||
2استادیار، گروه فیزیک فضا، موسسه ژئوفیزیک دانشگاه تهران، ایران | ||
3دانشیار، گروه فیزیک فضا، موسسه ژئوفیزیک دانشگاه تهران، ایران | ||
چکیده | ||
از مشخصههای بارز توفانهای تندری، آذرخش است. فعالیت آذرخش معمولاً 10 تا 20 دقیقه زودتر از بارش صورت میگیرد و همچنین آذرخشهای درونابری زودتر از آذرخشهای ابر به زمین رخ میدهند. در این پژوهش بهمنظور مطالعه اثر برخی خصوصیات دینامیکی و خردفیزیکی ابر بر میدان الکتریکی و آذرخش درونابری از مدل WRF برای شبیهسازی دو رخداد توفان تندری با مقادیر CAPE متفاوت در منطقه تهران استفاده شد. در این راستا، طرحواره تفکیک بار بر اساس نظریه غیر القایی پیشنهادی توسط ساندرز و همکاران (1991) تهیه و در مدل جایگذاری شد و شدّت میدان الکتریکی درونابری محاسبه شد. نتایج حاصل از شبیهسازیها و بررسی نیمرخ قائم نسبتهای آمیختگی گویچه برف و بلور یخ نشاندهندهی حضور گویچههای برف در ترازهایی پایینتر از تراز تجمع بلورهای یخ بود. همچنین، نیمرخ قائم بار کل انتقالیافته به گویچه برف نشان داد که بیشینه بار منتقلشده به گویچه برف با تراز تجمع گویچههای برف همخوانی دارد. بررسی سری زمانی پارامترهای ذکر شده نیز نشان داد زمانهایی که سرعت قائم بالارو افزایش پیدا میکند، نسبت آمیختگی گویچه برف و همچنین بار انتقالیافته به آن افزایش پیدا کرده است. مقایسه دو مطالعه موردی نشان داد که قرارگیری بیشینه مقادیر سرعت قائم بالارو مابین ارتفاع بیشینه تجمع گویچههای برف و بلورهای یخ تأثیر بیشتر و بارزتری بر بار انتقالیافته و میزان فعالیت آذرخش درونابری دارد. بررسی و تحلیل قطبش بارها نیز نشان داد که ساختار غالب بارهای الکتریکی عمدتاً بهصورت دو قطبی بوده و این نوع قطبش بیان میکند که در موردهای بررسی شده، عمدتاً آذرخشهای درونابری رخ داده است. | ||
کلیدواژهها | ||
آذرخش؛ گویچه برف؛ بلور یخ؛ سرعت قائم؛ مدل WRF؛ LPI | ||
مراجع | ||
قرایلو، م.، پگاه فر، ن. و بیدختی، ع.ع، 1393، مدلسازی انتقال بار الکتریکی درون ابر (آذرخش) و پیادهسازی آن در یک مدل پیشیابی یکبعدی ابر قائم، مجله فیزیک زمین و فضا، جلد 40 شماره 1، صفحات 137-148. قرایلو، م.، ثابتقدم، س. و قادر، س.، 1395، پیشبینی رخداد آذرخش با استفاده از مدل میانمقیاس WRF در منطقه ایران، مجله فیزیک زمین و فضا، جلد 42 شماره 1، صفحات 213-220.
Ackerman, S. and Knox, J. A., 2006, Meteorology: understanding the atmosphere. Cengage Learning. Bright, D. R., Wandishin, M. S., Jewell, R. E. and Weiss, S. J., 2005, January. A physically based parameter for lightning prediction and its calibration in ensemble forecasts. Preprints, Conf. on Meteor. Appl. of Lightning Data, Amer. Meteor. Soc., San Diego, CA (Vol. 3496, p. 30). Chen, F. and Dudhia, J., 2001, Coupling an advanced land surface–hydrology model with the Penn State–NCAR MM5 modeling system. Part I: Model implementation and sensitivity. Monthly Weather Review, 129(4), 569-585. Deierling, W. and Petersen, W. A., 2008, Total lightning activity as an indicator of updraft characteristics. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 113(D16). Deierling, W., Petersen, W. A., Latham, J., Ellis, S. and Christian, H. J., 2008, The relationship between lightning activity and ice fluxes in thunderstorms. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 113(D15). Dementyeva, S. O., Ilin, N. V. and Mareev, E. A., 2015, Calculation of the Lightning Potential Index and electric field in numerical weather prediction models. Izvestiya. Atmospheric and Oceanic Physics, 51(2), p. 186. Dudhia, J., 1989, Numerical study of convection observed during the winter monsoon experiment using a mesoscale two-dimensional model. Journal of the Atmospheric Sciences, 46(20), 3077-3107. Janjic, Z. I., 1996, The Mellor-Yamada level 2.5 turbulence closure scheme in the NCEP Eta Model. WORLD METEOROLOGICAL ORGANIZATION-PUBLICATIONS-WMO TD, 4-14. Janjić, Z. I., 1990, The step-mountain coordinate: physical package. Monthly Weather Review, 118(7), 1429-1443. Janjić, Z. I., 1994, The step-mountain eta coordinate model: Further developments of the convection, viscous sublayer, and turbulence closure schemes. Monthly Weather Review, 122(5), 927-945. Kain, J. S. and Fritsch, J. M., 1993, Convective parameterization for mesoscale models: The Kain-Fritsch scheme. In The representation of cumulus convection in numerical models, 165-170, American Meteorological Society. Lin, P. F., Chang, P. L., Jou, B. J. D., Wilson, J. W. and Roberts, R. D., 2011, Warm season afternoon thunderstorm characteristics under weak synoptic-scale forcing over Taiwan Island. Weather and Forecasting, 26(1), 44-60. Lin, Y. L., Farley, R. D. and Orville, H. D., 1983, Bulk parameterization of the snow field in a cloud model. Journal of Climate and Applied Meteorology, 22(6), 1065-1092. Liu, Y., Chen, F., Warner, T. and Basara, J., 2006, Verification of a mesoscale data-assimilation and forecasting system for the Oklahoma City area during the Joint Urban 2003 field project. Journal of applied meteorology and climatology, 45(7), 912-929. Lynn, B. and Yair, Y., 2010, Prediction of lightning flash density with the WRF model. Advances in Geosciences, 23, 11-16. Mansell, E. R., Ziegler, C. L. and Bruning, E. C., 2010, Simulated electrification of a small thunderstorm with two-moment bulk microphysics. Journal of the Atmospheric Sciences, 67(1), 171-194. Mansell, E. R. and Ziegler, C. L., 2013, Aerosol effects on simulated storm electrification and precipitation in a two-moment bulk microphysics model. Journal of the Atmospheric Sciences, 70(7), 2032-2050. Mansell, E. R., MacGorman, D. R., Ziegler, C. L. and Straka, J. M., 2005, Charge structure and lightning sensitivity in a simulated multicell thunderstorm. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 110(D12). Marshall, T. C. and Rust, W. D., 1991, Electric field soundings through thunderstorms. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 96 (D12), 22297-22306. Marshall, T. C., McCarthy, M. P. and Rust, W. D., 1995, Electric field magnitudes and lightning initiation in thunderstorms. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 100(D4), 7097-7103. Mason, B. L. and Dash, J. G., 2000, Charge and mass transfer in ice‐ice collisions: Experimental observations of a mechanism in thunderstorm electrification. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 105(D8), 10185-10192. Mellor, G. L. and Yamada, T., 1982, Development of a turbulence closure model for geophysical fluid problems. Reviews of Geophysics, 20(4), 851-875. Miller, K., Gadian, A., Saunders, C., Latham, J. and Christian, H., 2001, Modelling and observations of thundercloud electrification and lightning. Atmospheric Research, 58(2), 89-115. Mlawer, E. J., Taubman, S. J., Brown, P. D., Iacono, M. J. and Clough, S. A., 1997, Radiative transfer for inhomogeneous atmospheres: RRTM, a validated correlated‐k model for the longwave. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 102(D14), 16663-16682. Petersen, W. A. and Rutledge, S. A., 1998, On the relationship between cloud‐to‐ground lightning and convective rainfall. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 103(D12), 14025-14040. Price, C. and Rind, D., 1992, A simple lightning parameterization for calculating global lightning distributions. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 97(D9), 9919-9933. Saunders, C. P. R., Bax‐Norman, H., Emersic, C., Avila, E. E. and Castellano, N. E., 2006, Laboratory studies of the effect of cloud conditions on graupel/crystal charge transfer in thunderstorm electrification. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 132(621), 2653-2673. Saunders, C. P. R., Keith, W. D. and Mitzeva, R. P., 1991, The effect of liquid water on thunderstorm charging. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 96(D6), 11007-11017. Thompson, G., Rasmussen, R. M. and Manning, K., 2004, Explicit forecasts of winter precipitation using an improved bulk microphysics scheme. Part I: Description and sensitivity analysis. Monthly Weather Review, 132(2), 519-542. URL1: http:// weather. uwyo. edu/ upperair/ sounding. html Wang, F., 2014, The comparison and the analysis of the simulation results of two thunderstorm cells and a non-thunderstorm cell. Wiens, K. C., Rutledge, S. A. and Tessendorf, S. A., 2005, The 29 June 2000 supercell observed during STEPS. Part II: Lightning and charge structure. Journal of the atmospheric sciences, 62(12), 4151-4177. Yair, Y., Lynn, B., Price, C., Kotroni, V., Lagouvardos, K., Morin, E., Mugnai, A. and Llasat, M. D. C., 2010, Predicting the potential for lightning activity in Mediterranean storms based on the Weather Research and Forecasting (WRF) model dynamic and microphysical fields. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 115(D4). | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 1,180 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 670 |