عنوان پایان‌نامه
مطالعه ی عددی تاثیر هواویزها بر بارش در منطقه ایران
- رشته تحصیلی
- هواشناسی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 77434;کتابخانه موسسه ژئوفیزیک شماره ثبت: 1321;کتابخانه موسسه ژئوفیزیک شماره ثبت: 1321;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 77434;کتابخانه موسسه ژئوفیزیک شماره ثبت: 1321;کتابخانه موسسه ژئوفیزیک شماره ثبت
- تاریخ دفاع
- ۰۴ مهر ۱۳۹۵
- دانشجو
- فاطمه زارعی
- استاد راهنما
- مریم قرایلو, امید علیزاده چوبری
- چکیده
- تشکیل ابر و شکل گیری بارش در درجه اول، از دینامیک جوّ تأثیر می پذیرد، با این حال، فرایندهای خردفیزیک ابر نیز می توانند مقدار ابر و بارش را تغییر دهند. این فرایندها از ویژگی های هواویزهایی که نقش عمده ای در شکل گیری قطرک های ابر و بلورهای یخ دارند، تأثیر می پذیرند. بنابراین، هرگونه تغییر در تعداد هواویزها بر خردفیزیک ابر و مقدار و الگوی بارش اثر می گذارد. در مطالعه حاضر، تأثیر هواویزها بر بارش برای رخداد بارش شدید 14 آوریل 2012 در منطقه تهران با استفاده از طرح واره خردفیزیک ابر تامپسون موجود در مدل میان مقیاس WRF بررسی شد. داده‌های مربوط به هواویزها از مدل جهانی GOCART استخراج و به مدل WRF خورانده شد، در‌حالی‌که برای شرایط اولیه و مرزی هواشناسی از داده های FNL استفاده گردید. سه آزمایش عددی انجام شد، در آزمایش کنترلی تغییری در تعداد هواویزهای استخراج شده از مدل GOCART داده نشد، درحالی که در آزمایش های معرف هوای پاک و آلوده، تعداد هواویزهای آب دوست به ترتیب به 2/0 و 5 برابر غلظت استخراج شده از مدل GOCART تغییر یافت. نتایج شبیه سازی‌ها نشان داد که توزیع مکانی بارش در دو حالت پاک و آلوده متفاوت می باشد، به نحوی که در جوّ آلوده در برخی مناطق فراهنج های شدیدتری وجود دارد که بارش های شدیدتری را نیز در پی دارد. افزایش فراهنج ها در این مناطق سبب می شود که زمان رشد آب شهاب ها طولانی-تر و اندازه شان بزرگ تر گردد؛ درنتیجه، زمانی که از پایه ابر فرو می افتند کمتر تبخیر و ذوب می-شوند، که افزایش بارش سطحی در این مناطق را در پی دارد. از طرفی کاهش بارش در حالت آلوده در مناطق پایین دست جریان باد شبیه سازی گردید که دلیل آن کاهش شعاع بلورهای یخ است که منجر به کاهش فرایند یخ زدگی و تولید گویچه برف می شود. همچنین، بررسی آهنگ ساعتی بارش نشان داد در ساعت هایی که رطوبت نسبی جوّ بالا و بخار آب به‌اندازه کافی در جوّ وجود دارد، افزایش تعداد هواویزهای آب دوست سبب افزایش بارش سطحی می شود، درحالی که در ساعت هایی که رطوبت نسبی جوّ پایین است، کاهش بارش و گاهی توقف کامل بارش را در پی دارد.
- Abstract
- Cloud properties and precipitation formation are primarily affected by atmospheric dynamics, while cloud microphysical properties also play key roles. The aerosol number concentration strongly influences cloud microphysics and precipitation formation, mainly through impacts on formation of cloud droplets and ice crystals. Using the Thompson aerosol-aware microphysics scheme implemented in the Weather Research and Forecasting (WRF) model, the effects of aerosol number concentration on precipitation formation for a heavy rainfall event on 14 April 2012 in Tehran are investigated. The aerosol number concentrations were obtained from the Goddard Global Ozone Chemistry Aerosol Radiation and Transport (GOCART) model, while the National Center for Environmental Prediction final analysis (NCEP/FNL) dataset were used for the initial and lateral boundary conditions. Three numerical experiments were conducted. In the control experiment, the number of hygroscopic aerosol concentrations derived from the GOCART model was not changed, while in the clean and polluted experiments, the initial aerosol number concentrations were reduced to one-fifth and increased by a factor of 5, respectively. Results indicated that changes in the aerosol number concentration is associated with changes in the spatial distribution of precipitation. Stronger updraft cores in the polluted experiment were found, which resulted in a higher precipitation. Indeed, stronger updrafts resulted in a longer growth time, and subsequently a larger size of hydrometeors; thus more raindrops were survived from evaporation after falling from the cloud base, which led to the increase in surface precipitation. On the other hand, surface precipitation decreased further in the downstream, primarily due to decreases in the effective radii of ice crystalswhich lead to the decrease in the riming processer and the amounts of graupels. Increasing the aerosol number concentration was also associated with increases in the rate of precipitation when relative humidities were high, while the reverse was true when the amount of water vapor available was low.
