پیوندهای مفید
اخبار و اعلانات
آمار
| تعداد نشریات | 161 |
| تعداد شماره‌ها | 6,572 |
| تعداد مقالات | 71,031 |
| تعداد مشاهده مقاله | 125,501,249 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 98,764,627 |
ارزیابی عملکرد یک طرح‌واره لایه مرزی سیاره‌ای با استفاده از آزمایش GABLS1 در نسخه تک‌ستونی مدل جهانی توسعه‌یافته برمبنای تاوایی پتانسیلی | ||
| فیزیک زمین و فضا | ||
| مقاله 6، دوره 47، شماره 2، مرداد 1400، صفحه 285-300 اصل مقاله (732.01 K) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22059/jesphys.2021.313768.1007261 | ||
| نویسندگان | ||
| میلاد بهروش1؛ علیرضا محب‌الحجه2؛ محمد میرزائی* 3؛ دانیال یازجی4 | ||
| 1دانشجوی دکتری، گروه فیزیک فضا، مؤسسه ژئوفیزیک، دانشگاه تهران، تهران، ایران | ||
| 2استاد، گروه فیزیک فضا، مؤسسه ژئوفیزیک، دانشگاه تهران، تهران، ایران | ||
| 3استادیار، گروه فیزیک فضا، مؤسسه ژئوفیزیک، دانشگاه تهران، تهران، ایران | ||
| 4پژوهشگر، گروه تحقیقات، مؤسسه هواشناسی و آب‌شناسی سوئد، نورشوپینگ، سوئد | ||
| چکیده | ||
| شبیه‌سازی درست ساختار لایه مرزی جو به‌ویژه در شرایط پایدار از موضوعات چالش‌انگیز در مدلهای عملیاتی جوی است. آزمایش‌های مقایسه متقابل مدل‌ها همچنان اختلاف‌های شایان‌‌‌توجهی را در پیش‌بینی متغیرهای لایه مرزی جو در مدلهای عملیاتی و تحقیقاتی نشان می‌دهند. در این مطالعه، یک طرح‌واره لایه مرزی مرتبه ۵/۱ برای ارزیابی عملکرد پیوند آن با هسته دینامیکی مدل جهانی دانشگاه تهران (UTGAM) با کاربست نسخه تک‌ستونی مدل یادشده و استفاده از آزمایش‌های استاندارد مقایسه متقابل GABLS1 بررسی شده است. همچنین، عملکرد مختصات قائم سیگما-تتا و سیگما-پی در دو حالت با تفکیک‌پذیری قائم مختلف ۱۴ و ۳۳ تراز تا زیر ارتفاع ۳ کیلومتر ارزیابی شد. در مجموع اختلافی جزئی بین مختصات سیگما-تتا و سیگما-پی در حالت‌های تفکیک پایین با هم و همچنین حالت‌های تفکیک بالا با هم مشاهده شد که این اختلاف در تفکیک‌پذیری پایین بیشتر نمایان است. در هر دو مجموعه از آزمایش‌‌ها، بهبود نتایج شبیه‌سازی‌ها با افزایش تفکیک‌پذیری هویدا است. علاوه‌بر اینها به‌نظر می‌رسد که نزدیک‌تر کردن موقعیت قرارگیری پایین‌ترین تراز صحیح از سطح در حالت با تفکیک‌پذیری بالا بر بهبود نتایج در این حالت مؤثر بوده است. مقایسه نیم‌رُخ قائم باد با سایر مدلهای عملیاتی شرکت‌کننده در آزمایش GABLS1 عملکرد بهتر طرح‌واره لایه‌مرزی استفاده‌شده در این پژوهش را نشان می‌دهد اما برای نیم‌رُخ قائم دمای پتانسیلی در ارتفاعات پایین، اُریبی محسوس منفی شبیه‌سازی شده است. برطبق نتایج، طرح‌واره لایه مرزی استفاده‌شده همچون سایر مدلهای عملیاتی پیش‌بینی وضع هوا، برای شرایط پایدار پخش تکانه و گرما را بیش‌برآورد می‌کند. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| شبیه‌سازی؛ GABLS1؛ لایه مرزی پایدار؛ مختصات قائم؛ ضرایب پخش؛ UTGAM | ||
| مراجع | ||
|
Bazile, E., Marquet, P., Bouteloup, Y. and Bouyssel, F., 2011, The Turbulent Kinetic Energy (TKE) scheme in the NWP models at Météo-France. ECMWF GABLS Workshop on Diurnal cycles and the stable boundary layer, 7-10 November 2011. Beare, R. J., Macvean, M. K., Holtslag, A. A. M., Cuxart, J., Esau, I., Golaz, J. C., Jimenez, M. A., Khairoutdinov, M., Kosovic, B., Lewellen, D., Lund, T. S., Lundquist, J. K., McCabe, A., Moene, A.F., Noh, Y., Raasch, S. and Sullivan, P., 2006, An intercomparison of large-eddy simulations of the stable boundary layer. Boundary-Layer Meteorol., 118, 247–272, https://doi.org/10.1007/s10546-004-2820-6. Beljaars, A. C. M., 1992, Numerical Schemes for Parameterizations, ECMWF seminar Proceedings on Numerical Methods in Atmospheric Models, Reading, U.K., 9-13 September 1991, Vol II, 1–42. Blackadar, A. K., 1962, The vertical distribution of wind and turbulent exchange in a neutral atmosphere. J. Geophys. Res., 67, 3095–3102, https://doi.org/10.1029/jz067i008p03095. Bosveld, F. C., Baas, P., van Meijgaard, E., de Bruijn, E. I. F., Steeneveld, G. J. and Holtslag, A. A. M., 2014, The Third GABLS Intercomparison Case for Evaluation Studies of Boundary-Layer Models. Part A: Case Selection and Set-Up. Boundary-Layer Meteorol., 152, 133–156, https://doi.org/10.1007/s10546-014-9917-3. Bosveld, F. C., Baas, P., Van Meijgaard, E., De Bruijn, E. I. F., Steeneveld, G. J. and Holtslag, A. A. M., 2014, The Third GABLS Intercomparison Case for Evaluation Studies of Boundary-Layer Models. Part B: Results and Process Understanding. Boundary-Layer Meteorol., 152, 157–187, https://doi.org/10.1007/s10546-014-9919-1. Brinkop, S. and Roeckner, E., 1995, Sensitivity of a general circulation model to parameterizations of cloud–turbulence interactions in the atmospheric boundary layer. Tellus A, 47, 197–220, https://doi.org/10.1034/j.1600-0870.1995.t01-1-00004.x. Cohen, A. E., Cavallo, S. M., Coniglio, M. C. and Brooks, H. E., 2015, A review of planetary boundary layer parameterization schemes and their sensitivity in simulating southeastern U.S. cold season severe weather environments. Weather Forecast., 30, 591–612, https://doi.org/10.1175/WAF-D-14-00105.1. Cuxart, J., Holtslag, A. A. M., Beare, R. J., Bazile, E., Beljaars, A., Cheng, A., Conangla, L., Ek, M., Freedman, F., Hamdi, R., Kerstein, A., Kitagawa, H., Lenderink, G., Lewellen, D., Mailhot, J., Mauritsen, T., Perov, V., Schayes, G., Steeneveld, G-J., Svensson, G., Taylor, P., Weng, W., Wunsch, S. and Xu, K-M., 2006, Single-column model intercomparison for a stably stratified atmospheric boundary layer. Boundary-Layer Meteorol., 118, 273–303, https://doi.org/10.1007/s10546-005-3780-1. Eckerman, S., 2008, Hybrid coordinate choices for a global model. Mon. Wea. Rev., 137, 224–245. Giorgetta, M. A., Roeckner, E., Mauritsen, T., Stevens, B., Bader, J., Crueger, T., Esch, M., Rast, S., Kornblueh, L., Schmidt, H., Kinne, S., Mobis, B. and Krismer, T., 2013, The atmospheric general circulation model ECHAM6 - Model description. Berichte zur Erdsystemforsch. Reports Earth Syst. Sci., 173, https://doi.org/10.1029/2010JD014036. Holtslag, A. A. M., 2003, GABLS initiates intercomparison for stable boundary layers. GEWEX News, 13, 7–8. Holtslag, A. A. M., Svensson, G., Basu, S., Beare, B., Bosveld, F. C. and Cuxart, J., 2012, Overview of the GEWEX Atmospheric Boundary Layer Study (GABLS). ECMWF GABLS Workshop on Diurnal cycles and the stable boundary layer, 7-10 November 2011. 11–23. Holtslag, A. A. M., Svensson, G., Baas, P., Basu, S., Beare, B., Beljaars, A. C. M., Bosveld, F. C., Cuxart, J., Lindvall, J., Steeneveld, G. J., Tjernstrom, M. and Van De Wiel, B. J. H., 2013, Stable atmospheric boundary layers and diurnal cycles: Challenges for weather and climate models. Bull. Am. Meteorol. Soc., 94, 1691–1706, https://doi.org/10.1175/BAMS-D-11-00187.1. Konor, C. S. and Arakawa, A., 1997, Design of an atmospheric model based on a generalized vertical coordinate. Mon. Wea. Rev., 125, 1649–1673. Mahrt, L., 1982, Momentum Balance of Gravity Flows. J. Atmos. Sci. 39, 2701-2711. Mellor, G. L. and Yamada, T., 1982, Development of a turbulence closure model for geophysical fluid problems. Rev. Geophys., 20, 851–875, https://doi.org/10.1029/RG020i004p00851. Mohebalhojeh, A. R., Joghataei, M. and Dritschel, D. G., 2016, Toward a PV-based algorithm for the dynamical core of hydrostatic global models. Mon. Weather Rev., 144, 2481–2502, https://doi.org/10.1175/MWR-D-15-0379.1. Pithan, F., Wayne, A. and Mauritsen, T., 2015, Improving a global model from the boundary layer: Total turbulent energy and the neutral limit Prandtl number. J. Adv. Model. Earth Syst., 6, 513–526, https://doi.org/10.1002/2013MS000282.Received. Reed, K. A. and Jablonowski, C., 2012, Idealized tropical cyclone simulations of intermediate complexity: A test case for AGCMs. J. Adv. Model. Earth Syst., 4, 1–25, https://doi.org/10.1029/2011MS000099. Rossby, C.-G. and Montgomery, R. B., 1935, The layer of frictional influence in wind and ocean currents. Pap. Phys. Oceanogr. Meteor., 3 (3), 1–101. Sandu, I., Beljaars, A., Bechtold, P., Mauritsen, T. and Balsamo, G., 2013, Why is it so difficult to represent stably stratified conditions in numerical weather prediction (NWP) models? J. Adv. Model. Earth Syst., 5, 117–133, https://doi.org/10.1002/jame.20013. Shin, H. H., Hong, S. Y. and Dudhia, J., 2012, Impacts of the lowest model level height on the performance of planetary boundary layer parameterizations. Mon. Weather Rev., 140, 664–682, https://doi.org/10.1175/MWR-D-11-00027.1. Stevens, B., Giorgetta, M., Esch, M., Mauritsen, T., Crueger, T., Rast, S., Salzmann, M., Schmidt, H., Bader, J., Block, K., Brokopf, R., Fast, I., Kinne, S., Kornblueh, L., Lohmann, U., Pincus, R., Reichler, T. and Roeckner, E., 2013, Atmospheric component of the MPI-M earth system model: ECHAM6. J. Adv. Model. Earth Syst., 5, 146–172, https://doi.org/10.1002/jame.20015. Svensson, G., Holtslag, A. A. M., Kumar, V., Mauritsen, T., Steeneveld, G. J., Angevine, W. M., Bazile, E., Beljaars, A., De Bruijn, E. I. F., Cheng, A., Conangla, L., Cuxart, J., Ek, M., Falk, M. J., Freedman, F., Kitagawa, H., Larson, V. E., Lock, A., Mailhot, J., Masson, V., Park, S., Pleim, J., Soderberg, S., Weng, W. and Zampieri, M., 2011, Evaluation of the diurnal cycle in the Atmospheric Boundary Layer over land as Represented by a Variety of Single-Column models: The second GABLS Experiment. Boundary-Layer Meteorol., 140, 177–206, https://doi.org/10.1007/s10546-011-9611-7. Vickers, D. and Mahrt, L., 2004, Evaluating formulations of stable boundary layer height. J. Appl. Meteorol., 43, 1736–1749, https://doi.org/10.1175/JAM2160.1. Zilitinkevich, S. and Baklanov, A., 2002, Calculation of the height of the stable boundary layer in practical applications. Boundary-Layer Meteorol., 105, 389–409, https://doi.org/10.1023/A:1020376832738. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 1,079 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 674 |
||
سامانه مدیریت نشریات علمی. قدرت گرفته از سیناوب