مطالعه حساسیت شدت و مسیر طوفان حاره‌ای گونو به پارامترسازی های شارهای سطحی مدل Advanced Hurricane WRF

جغرافیا و مخاطرات محیطی

مقاله 5، دوره 3، شماره 1 - شماره پیاپی 9، اردیبهشت 1393، صفحه 97-112   

نوع مقاله: پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/geo.v3i1.27130

نویسندگان

حسین ملکوتی^* ؛ مهریار علی محمدی

دانشگاه هرمزگان

چکیده

خطاهای ممکن در پیش‌بینی یک طوفان حاره‌ای می‌تواند از شدت بیش از واقعیت طوفان قبل از بارش زمینی، پارامتر سازی ناکارآمد تبادل گرما، رطوبت و اندازه حرکت بین سطح اقیانوس با اتمسفر و به صورت کلی ناتوانی در پیش‌بینی دقیق شدت طوفان سرچشمه گیرد. به منظور برآورد این خطاها، چندین پارامترسازی برای تعیین دقیق تبادل گرما، رطوبت و اندازه حرکت بین سطح با اتمسفر در تفکیک‌های افقی مختلف طراحی و با به کاربردن مدل AHW(Advanced Hurricane WRF) مورد آزمایش قرارگرفته شده است. طوفان حاره‌ای شدید گونو، تشکیل شده در شمال اقیانوس هند (دریای عرب) برای برآورد این خطاها انتخاب گردید و اطلاعات بهترین مسیرحرکت طوفان گونو به منظور راست آزمایی با شبیه‌سازی‌های انجام گرفته در این تحقیق، از سازمان هواشناسی هند (IMD) دریافت شده بود. نتایج شبیه‌سازی‌های صورت گرفته، حساسیت پیش‌بینی‌های شدت طوفان در عبارت‌های بیشینه سرعت باد و کمینه فشار مرکزی طوفان به انواع پارامتر سازی‌های تعیین شده برای تبادل گرما، رطوبت و اندازه حرکت بین سطح با اتمسفر و همچنین تفکیک افقی را نشان داده است. حساسیت سنجی‌ها نشان داد که با رساندن تفکیک افقی تا 9 کیلومتر، با انتخاب پارامترسازی دونلن برای تبادل اندازه حرکت و پارامترسازی لارج- پوند برای تبادل گرما و رطوبت، شدت پیش‌بینی شده طوفان به طور قابل توجهی بهبود پیدا کرده است. همچنین نتایج شبیه‌سازی‌ها نشان داد که مسیر پیش‌بینی شده برای طوفان مورد نظر، بر خلاف شدت پیش‌بینی شده با افزایش تفکیک افقی، ارتقای محسوسی پیدا نکرده و گاهی افت نشان داده و برای انواع پارامترسازی های شارهای سطحی حساسیت معنی داری نشان نداده بود.

کلیدواژه‌ها

شارهای سطحی؛ طوفان گونو؛ شدت طوفان؛ مسیر طوفان

مراجع

سالاری، س.، فراهانی، م.، آزادی، م. (1390). بررسی تغییرات هلیسیتی وشار هلیسیتی درتوفان استوایی گونو، مجله ژئوفیزیک ایران، شماره 115،صفحه97-115.

لشکری، ح.، کیخسروی، ق.، (1389).تحلیل سینوپتیکی توفان گنو و اثرات آن بر جنوب شرق ایران، مجله جغرافیا و برنامه ریزی محیطی، شماره 3، صفحه20-1.

محمدی، ع.، فرهادیپور، س.، شیخ بهایی، ع.، (1392). توابع پایداری و تاثیرآن برمشخصه‏های لایه مرزی اقیانوسی، موسسه ملی اقیانوس شناسی، شماره 5، صفحه 20-30.

مشهدی، ل.، حاجی زاده ذاکر، ن.، سلطانپور، م.، مقیمی، س.، (1392). شبیه سازی عددی امواج و مد ناشی از توفان گنو در خلیج چابهار، فصلنامه مهندسی دریا، شماره 17، صفحه 37-50.

ملکوتی، ح.، علیمحمدی، م.، (1391). شبیه سازی طوفان حاره ای گونو با استفاده از مدل Advanced Hurricane WRF:حساسیت به طراحی محدوده ها، آشیانه سازی، تفکیک افقی و زمان شروع، مجله علوم و فنون دریایی خرمشهر، شماره 15، صفحه 25-35.

صلاحی، ب.، عالی جهان، م.، (1392). تحلیل سینوپتیک مخاطرات اقلیمی شهرستان یاسوج، مطالعه موردی: بارش سنگین 20 اسفند 1389، مجله جغرافیا و مخاطرات محیطی، شماره 5، صفحه 73-89.

Black, P. G., D’Asaro, E.A., Drennan, W. M., French, J. R., Niiler, P. P., Sanford, T. B., Terrill, E. J., Walsh, E. J., Zhang, J. A., 2007. Air-sea exchange in hurricanes: Synthesis of observations from the Coupled Boundary Layer Air-Sea Transfer Experiment. Bulletin of the American Meteorological Society 88, 357–374.

Carlson, T. N., Boland, F. E., 1978. Analysis of urban-rural canopy using a surface heat flux/temperature model. Journal of Applied Meteorology 17, 998–1013.

Charnock, H., 1955. Wind stress on a water surface. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society 81, 639–640.

Chen, S. S., Price, J. F., Zhao, W., Donelan, M. A., Walsh, E. J., 2007. The CBLAST-Hurricane Program and the next-generation fully coupled atmosphere–wave–ocean models for hurricane research and prediction. Bulletin of the American Meteorological Society 88, 311–317.

Davis, C., Wang, W., Chen, S. S., Chen, Y., Corbosiero, K., DeMaria, M., Dudhia, J., Holland, G., Klemp, J., Michalakes, J., Reeves, H., Rotunno, R., Snyder, C., Xiao, Q., 2008. Prediction of landfalling hurricanes with the Advanced Hurricane WRF model. Monthly Weather Review 136, 1990–2005.

Donelan, M. A., Haus, B. K., Reul, N., Plant, W. J., Stiassnie, M., Graber, H. C., Brown, O. B., Saltzman, E. S., 2004. On the limiting aerodynamic roughness of the ocean in very strong winds. Geophysical Research Letters 31, L18306, doi:10.1029/ 2004GL019460.

Dudhia, J., Davis, C., Wang, W., Torn, R., 2011. HFIP Physics in AHW. Hurricane Tutorial NCAR/ NESL/ MMM, Apr 27 – 29, 2011.

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, 3077–3107.

Dudhia, J., Chen, S., 2004. A revised approach to ice microphysics process for the bulk parameterization of clouds and precipitation. Monthly Weather Review 132, 103–120.

Elsberry, R. L., 2005. Achievement of USWRP hurricane landfall research goal. Bulletin of the American Meteorological Society 86, 643–645.

Emanuel, K. A., 1995. Sensitivity of tropical cyclones to surface exchange coefficients and a revised steady-state model incorporating eye dynamics. Journal of the Atmospheric Sciences 52, 3969–3976.

Frank, W. M., George, S. Y., 2007. The interannual variability of tropical cyclones. Monthly Weather Review 135, 3587–3598.

Garratt, J. R., 1992. The Atmospheric Boundary Layer. Cambridge University Press, 316 pp.

Goerss, J. S., 2006. Prediction of tropical cyclone track forecast error for Hurricanes Katrina, Rita, and Wilma.Preprints, 27th Conf. on Hurricanes and Tropical Meteorology, Monterey, CA, American Meteorological Society 11A.1., 1-12.

Hong, S. Y., Dudhia, J., Chen, S. H., 2004. A revised approach to ice microphysical processes for the bulk parameterization of clouds and precipitation. Monthly Weather Review 132, 103–120.

Indian Meteorological Department report 2008. Report on Cyclonic Disturbances over North Indian Ocean during 2007. RSMC-Tropical Cyclone, New Delhi, 1-93.

Large, W. G., Pond, S., 1981. Open ocean momentum flux measurements in moderate to strong winds. Journal of Physical Oceanography 11, 324–336.

Lashkari, H., Kikhosravi, GH., 2010. Synoptic Analysis of Gonu storm and its effects on the East South of Iran. Journal of Geography and Environmental Planning 3, 1-20.

Malakooti, H., Alimohammadi, M., 2012. Simulation of Cyclone Gonu using the Advanced Hurricane WRF: Sensitivity to Domain Coverage, Nesting, Resolution and Starting Time. Journal of Marine Science and Technology, Khorramshahr 15, 25-35.

Marks, F. D., Shay, L. K. 1998. Landfalling tropical cyclones: Forecast problems and associated research opportunities. Bulletin of the American Meteorological Society, 79, 305–323.

Mashhadi, L., HajizadehZaker, N., Soltanpour, M., Moghimi, S., 1392. Numerical simulation of waves and tide induced Gonu storm in Chabahar Gulf. Journal of Marine Engineering 17, 37-50.

Mlawer, E. J., Taubman, S. J., Brown, P. D., Iacono, M. J., Clough, S. A., 1997. Radiative transfer for inhomogeneous atmosphere: RRTM, a validated correlated-k model for the long-wave. Journal of Geophysical Research 102, 16663–16682.

Mohammadi, A., Farhadipour, S., Shekhbahaei, A., 2013. Stability functions and its impact on the oceanic boundary layer characteristics. National Institute of Oceanography 5, 20-30.

Noh, Y., Cheon, W. G., Hong, S. Y., Raasch, S., 2003. Improvement of the k-profile model for the planetary boundary layer based on large eddy simulation data. Boundary-Layer Meteorology 107, 401–427.

Kain, J. S., 2004. The Kain–Fritsch Convective Parameterization: An Update. Journal of Applied Meteorology 43, 170–181.

Kanase, R. D., Salvekar, P. S., 2011. Numerical simulation of severe cyclonic storm LAILA (2010): Sensitivity to initial condition & cumulus parameterization scheme. Disaster Risk Vulnerablity Conference. Germany, March 12–14, 2011.

Salari, S., Farahani, M., Azadi, M., 2011. A study of helicity and helicity flux in the Gonu tropical storm. Iranian Journal of Geophysics 2, 97-115.

Salahi, B., Alyjhan, M., 2013. Synoptic analysis of climate risks in Yasouj city, Case Study: Heavy rain on 20th Esfand 1389, Journal of Geography and Environmental Hazards 5, 73-89.

World Meteorological Organization technical document, 2008. Tropical cyclone operational plan for the Bay of Bengal and the Arabian Sea. Document No. WMO/TDNo.84, 1-89.

54- Webb, R. H., Rathburn, S. L., 1988. Paleoflood hydrologic research in the soutwstern united states. Transportation Research Record 1201, 9-21.