پیوندهای مفید
اخبار و اعلانات
آمار
| تعداد نشریات | 161 |
| تعداد شماره‌ها | 6,532 |
| تعداد مقالات | 70,501 |
| تعداد مشاهده مقاله | 124,096,014 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 97,202,724 |
بررسی شکل‌گیری امواج کوهستان (امواج بادپناه) بر فراز رشته‌کوه‌های زاگرس و تلاطم هوای صاف (CAT) ناشی از آن | ||
| فیزیک زمین و فضا | ||
| مقاله 129، دوره 43، شماره 2، مرداد 1396، صفحه 451-459 اصل مقاله (772.65 K) | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22059/jesphys.2017.60298 | ||
| نویسندگان | ||
| بهاره کلانتری* 1؛ عباسعلی علی اکبری بیدختی2؛ الهام مبارک حسن3 | ||
| 1کارشناس ارشد هواشناسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شمال، ایران | ||
| 2استاد، گروه فیزیک فضا، مؤسسۀ ژئوفیزیک دانشگاه تهران، ایران | ||
| 3استادیار، گروه محیط زیست، دانشگاه آزاد اسلامی واحد اهواز، ایران | ||
| چکیده | ||
| تلاطم هوای صاف (CAT) نوعی تلاطم کوچک‌مقیاس است که در جو آزاد و به دور از فعالیت‌های همرفتیِ قابلِ رؤیت رخ می‌دهد. از جمله عوامل اصلی در پیدایش تلاطم هوای صاف آشفتگی‌های میان‌مقیاس تا کوچک‌مقیاس امواج کوهستان است. در این مقاله با توجه به شرایط هواشناختی شکل‌گیری امواج کوهستان در یک دورۀ سه ساله (2010-2012)، روزهای همراه با موج کوهستان بر فراز رشته‌کوه‌های زاگرس، تخمین زده و با بررسی پارامتر اسکورر و عدد بی بعد فرود از حضور و شکل‌گیری امواج لی در روزهای مورد نظر اطمینان حاصل شده است. همین‌طور واگرایی افقی با استفاده از خروجی مدل WRF به منظور نشان‌دادن محدودۀ شکل‌گیری موج، محاسبه و رسم شده است. در نهایت عدد ریچاردسون گرادیانی به عنوان شاخصی برای تلاطم هوای صاف محاسبه شده و تلاطم ناشی از حضور امواج کوهستان را به خوبی نشان می‌دهد. طبق نتایج، شار قائم تکانۀ موج لی در محور پشته در محدودۀ 3/7-1/0 به دست آمده است. احتمال شکل‌گیری امواج کوهستان در محدودۀ قلۀ دنا طی سال‌های 2010 تا 2012 در فصل زمستان بیشتر بوده است. از دیگر نتایج مهم این مطالعه می‌توان به احتمال رخداد تلاطم با شدت «متوسط تا شدید» بیشتر در ساعت UTC12 و در سطح 650 هکتو پاسکال، یعنی سطحی معادل با ارتفاع قلۀ دنا اشاره کرد. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| امواج کوهستان؛ امواج لی؛ تلاطم هوای صاف؛ مدل WRF؛ Cat | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Study of the Lee waves formation over Zagros Mountain and its influences on Clear Air Turbulence (CAT) | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Bahareh Kalantari1؛ Abbas Ali Ali Akbari-Bidokhti2؛ Elham Mobarak-Hosn3 | ||
| 1M.Sc., Islamic Azad University, North Tehran Branch, Iran | ||
| 2Professor, Department of Space Physics, Institute of Geophysics, University of Tehran, Iran | ||
| 3Assistant Professor, Islamic Azad University, Ahvaz Branch, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| Clear Air Turbulence (CAT) refers to a micro scale turbulence which normally happens in upper troposphere and lower stratosphere when there is neither cloud in the sky nor any significant convective activities. The turbulence intensity is from low to sever and due to invisibility; it can cause irreparable damage to passengers in flights. Many factors are effective in formation of clear air turbulence, including: wind shear, the waves, the tropopause, jet streams, the high level fronts, perturbations and breaking of the gravity waves caused by obstacles (such as Lee waves) or gravity waves caused by convection. As stated, perturbations of micro-scale to meso-scale Lee waves are among the main factors in development of CAT. According to many studies which were done in mountainous areas throughout the world, mountain waves may form when any of these specific meteorological conditions happens: 1-The wind blows to the peak of the mountain in direction of 30° to perpendicular line; 2- The wind speed for the high mountains and hills is more than 30 and 15 knots, respectively; and 3- The stability around the peak is much greater than other levels of atmosphere. These conditions are used as some techniques for prediction of clear air turbulence associated with the mountain waves. To the best of our knowledge, few studies on occurrence of clear air turbulence in Iran have been done. Hence, according to the necessity of knowing much more about this phenomenon in Iran and considering the influences of mountain waves on flights over country, we have conducted this study for Zagros Mountains. The position of Zagros Mountains is a north-west to south-east over west of Iran. Prevailing winds in this area are from the west and south-west. Therefore, the formation of mountain waves and the chance of occurrence Clear Air Turbulence is favourable in this area. In this paper, the Dena peak as the highest peak in Zagros Mountains is considered as the study area. According to the mentioned meteorological conditions of the Lee wave formation, the days with Lee waves over Zagros Mountain is estimated for a period of 3 years from 2010 to 2012 using the actual maps and SKEW-T diagrams. The formation of Lee waves in the studied days is double checked by considering the Scorer Parameter and dimensionless Froude number. Furthermore, in order to indicate the range of wave formation, horizontal divergence is calculated and plotted using the WRF model output. Finally, the gradient Richardson number is calculated as an index for the CAT occurrence. Based on these results, the vertical momentum flux of Lee wave in the ridge axis is obtained typically in the range of 0.1-7.3 . In addition, the turbulence caused by the presence of the mountain waves is well indicated by Richardson number. The probability of the mountain wave formation in the Dena peak region during the 2010-2012 is higher in winter. We have also shown that the probability of turbulence occurrence with “moderate to severe” intensity in both 00 and 12UTC can happen in 550, 600, 650, 700hPa levels. Furthermore, turbulence with the same intensity occurred mostly at 12UTC in 650hPa level which is equal to just above the height of the Dena peak. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| mountain waves, Lee waves, WRF model, Clear Air Turbulence, Cat | ||
| مراجع | ||
|
تاجبخش، س.، بیدختی، ع. ع.، وآزادی، م.، 1385، مطالعه موردی تلاطم هوای صاف در ایران به وسیلۀ برخی شاخص‌های تلاطم در دورۀ 5 ماهه، م. فیزیک زمین و فضا، 32، 102-85. سالاری، م. احمدی گیوی، ف. و معماریان، م. ح. 1393، بررسی امواج کوهستان با استفاده از یک مدل تحلیلی دوبعدی، مجله ژئوفیزیک ایران، جلد8، شماره 2، صفحه 123-139. قائمی، ه.، محب الحجه، ع.، آزادی، م.، خوش اخلاق، م.، 1393، کتاب هواشناسی همدیدی- دینامیکی، انتشارات آب و هوا، تهران- ایران. مرادی، م.، مشکواتی، ا. ح.، آزادی، م. و بیدختی، ع. ع.، 1386، بررسی تحلیلی شارش هوای روی کوهستان: فیزیک زمین و فضا، 33 (1)، 155– 135. Beau, I. and Bougeault, P., 1998, Assessment of a gravity-wave drag parameterization with PYREX data, Quart. J. Roy. Meteor. Soc., 124, 1443-1464. Brinkmann, W. A. R., 1974, strong downslope winds at Boulder, Colorado. Mon. Vea. Rev., 120, 502-592. Broad, A., 1996, High-resolution numerical-model integrations to validate gravity-wave drag parameterization scheme: A case study, Quart. J. Roy. Meteor Soc., 122,1625-1623. Carlson, D., 1954, Meteorological problems in forecasting mountain waves, Amer, Meteo Soc., 35, 363-371. Chambers, E., 1973, BOAC experience with turbulence: AGA conference proceeding, NATO, 140, 1-13. Corby, G. A., 1957, Preliminary study of atmospheric waves using radio sound data, Quarl. J. R. Meteor. Soc., 83, 49-60. Doyle, J. D., Shapiro, M. A., Jiang, Q. and Bartels, D. L., 2005, Large-amplitude mountain wave breaking over Greenland, J. Atmos. Sci., 62, 3106-3126. Durran, D. R., 1990, Mountain waves and downslope winds, Ame. Met. Soc, 23. Dutton, j. and Panofsky, H. A., 1970, Clear Air Turbulence: A mystery may be unfolding, Science, 167, 937-944. Gill, A. E., 1982, Atmosphere- Ocean Dynamics, Academic Press, 1-662. Hines, C. O., 1960, Internal atmospheric gravity waves at ionospheric heights, Can. J. Phys., 38, 1441-1481. Hopkins, R. H., 1977, Forecasting techniques of clear-air turbulence including that associated with mountain waves, WMO Tech. Note, 155, 31. Jiang, Q. and Doyle, J. D., 2004, Gravity wave breaking over the central Alps: Role of complex terrain, J.Atmos. Sci.,61, 2249–2266. Koch, S. E., Brian, D. J., Lu, C., Smith, T., Tollerud, E. I., Girz, C., Wang, N., Lane, T., Shapiro, M., Parrish, D. and Cooper, O., 2005, Turbulence and gravity waves in an upper-level front, J. Atmos. Sci., 62, 3885-3908. Lane, T. P., Doyle, J. D., Plougonven, R., Shapiro, M. A. and Sharman, R. D., 2004, Observations and numerical simulations of inertia-gravity waves and shearing instabilities in the vicinity of a jet stream, J. Atmos. Sci., 61. Lane, T. P., Doyle, J. D., Sharman, R. D., Shapiro, M. A. and Watson, C. D., 2009, Statistics and dynamics of aircraft encounters of turbulence over Greenland, Mon. Wea. Rev., 137, 2687–2702. Lee. D. R., Stull, C. R. S. and Irvine, M. W. S., 1984, Clear Air Turbulence forecasting techniques. Lilly, D. K. and Klemp, J. B., 1979, The effects of terrain shape on non-linear Hydrostatic mountain waves, J. Fluid Mech. 95, 241. Lilly, D. K., 1971, Observations of mountain induced turbulence, J. Geophys. Res. 76, 6585-6588. Lindzen, R. S., 1967, Thermally driven diurnal tide in the atmosphere, Quart. J. Roy. Meteor. Soc.,93, 18-42. Prusa, J. M., Smolarkiewicz, P. K. and Garcia R. R., 1996, Propagation and breaking at high altitudes of gravity waves excited by tropospheric forcing, J. Atmos. Sci., 53, 2186-2216. Scorer, R. S., 1949, Theory of waves in the Lee of Mountain, Q. J. Roy, Meteor. Soc., 75, 41-56. Shutts, G., 1997, Operational Lee wave forecasting, Meteorol. Appl., 4, 23-35. Smith, R. B., 1977, The steepening of hydrostatic mountain waves, J. Atmos. Sci., 34, 363-371. Vanzandt, T. E. and Fritts, D. C., 1989, A theory of enhanced saturation of the gravity wave spectrum due to increases in atmospheric stability, Pure Appl. Geophys.,130, 399-420. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 3,847 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 1,031 |
||