بررسی تاوایی پتانسیلی روی سطوح همدمای پتانسیلی، بکمک یک مدل عددی و ارتباط آن با بارش بر روی ایران (مطالعه موردی: 24-28 دسامبر 2004)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسنده

استادیار پژوهشکده هواشناسی، محل کار پژوهشکده هواشناسی

چکیده

هدف اصلی این مطالعه موردی، تاوایی پتانسیلی روی سطوح همدمای پتانسیلی، به کمک مدل عددی MM5 و ارتباط آن با بارش دیدبانی ایران در دسامبر 2004 شده است. نقش اغتشاش‌های وردسپهر بالا که بوسیله میدان تاوایی پتانسیلی مشخص می‌شود در تکامل تدریجی بارش سنگین بسیار با اهمیت بوده و در این مطالعه تاوایی پتانسیلی بر روی سطوح همدمای پتانسیلی محاسبه و نتایج پیش‌بینی‌های مدل عددی MM5 برای چند حالت که بارش‌های قابل توجهی داشته است، بررسی خواهد شد. به عبارت دیگر در این پژوهش، توسعه و ردیابی چرخندهایی که بارش‌های قابل توجهی بر روی ایران داشته بر اساس تاوایی پتانسیلی روی سطوح همدمای پتانسیلی و ارتباط آن با بارش بررسی شده است. نتایج نشان دادکه این رهیافت می‌تواند به عنوان یک پیش‌نشانگر برای بارش، بویژه در مناطق پیچیده‌ای مانند سواحل جنوبی که مدل نمی‌تواند بارش آن را پیش‌بینی کند، بکار برده شود. بارش‌های رخ داده در ایستگاه‌های هواشناسی برای بسیاری از نقاط در محدوده‌ای است که میدان تاوایی پتانسیلی روی این سطح همدمای پتانسیلی بین 1PVU تا 3PVU است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigation of potential vorticity on isentropic surfaces and its relationship to Precipitation over Iran

نویسنده [English]

  • abbas ranjbar
چکیده [English]

The main objective of this study was to evaluate potential vorticity on isentropic surfaces, and its relationship with precipitation over Iran by using of a numerical mesoscale model (MM5). The model runs were initiated at 00:00 UTC, 24 and 26 December 2004 to provide 48-h simulations of the cases and 6-hour precipitation data from the synoptic stations of Iran meteorological organization were used. Potential vorticity (PV) is an important dynamical variable due to its conservative property in the absence of diabatic heating and friction and to its invertibility principle. Therefore PV analysis has been used in a wide range (from mesoscale to of planetary scales) of atmospheric circulations. On the synoptic-scale, isentropic potential vorticity anomalies evolve through a combination of translation (motion/advection), rotation, and deformation by the synoptic-scale wind field (Horinouchi, 2014). For these processes, isentropic potential vorticity is conserved following the motion. This study provides an overall understanding of relationship between isentropic PV and surface precipitation over Iran. The upper tropospheric disturbances are characterized by the folding of PV on the 330 K isentropic surfaces. The findings have the following major implications. (1) Application of the dynamic tropopause patterns appears to be useful for prediction of precipitation over Iran. (2) In many areas where mean daily PV values were predicted between 1.5PVU and 3PVU, surface precipitations, also have been occurred. (3) Additional research efforts are required for a deeper investigation of the role of PV on precipitation over Iran.  

مراجع

  1. اکرم هدایتی دزفولی، ا. و آزادی، م.، 1389: راستی آزمایی پیش‌بینی بارش مدل منطقه‌ای MM5 روی ایران، فصلنامه فیزیک زمین و فضا، سال سی و ششم، شماره 3، 115-13.

     Ambaum, M. 1997: Isentropic formation of the tropopause. J. Atmos. Sci. 54, 555–568.

  1. Caracena, F., A. Marroquin, and E.I. Tollerud, 2000: Potential vorticity patterns and their relationship to heavy precipitation in mesoscale convective systems. 15th Conf. on Hydrology, Long Beach, CA, Amer. Meteor. Soc., 218-221.
  2. Caracena, F., Marroquin, A., and Tollerud, E. 2001: A PV-streamer’s role in a succession of heavy rain-producing MCSs over the central United States, Phys. Chem. Earth, Part B-Hydrology Oceans and Atmos., 26(9), 643–648.
  3. Davis, C. A., 1992: Piecewise potential vorticity inversion. J. Atmos. Sci. 49, 1397-1411.
  4. Davis, C. A., and K. A. Emanuel, 1991: Potential vorticity diagnostics of cyclogenesis. Mon. Wea. Rev., 119, 1929-1953.
  5. Horinouchi, T., 2014:  Influence of Upper Tropospheric Disturbances on the Synoptic Variability of Precipitation and Moisture Transport over Summertime East Asia and the Northwestern Pacific. Journal of the Meteorological Society of Japan, Vol. 92, No. 6, 519-541.
  6. Hoerling, M. P., 1992: Diabatic sources of potential vorticity in the general circulation. J. Atmos. Sci. 49, 2282-2292.
  7. Hoskins, B. J., 1991: Towards a PV-θ view of the general circulation. Tellus, 43 AB, 27-35.
  8. Hoskins, B. J., M. E. McIntyre, and A. W. Robertson, 1985: On the use and significance of isentropic potential vorticity maps. Quart. J. Roy. Meteor. Soc., 111, 877-946.
  9. Huo, Z.-H., D.-L. Zhang, and J. Gyakum, 1999: The interaction of potential vorticity anomalies in extratropical cyclogenesis. Part I: Static piecewise inversion. Mon. Wea. Rev., 127, 2546–2561.
  10. Kieu, C. Q., and D.-L. Zhang, 2010: A piecewise potential vorticity inversion algorithm and its application to hurricane inner-core anomalies. J. Atmos. Sci., 67, 2616–2631.
  11. Kieu, C. Q., and D.-L. Zhang, 2012: Is the Isentropic Surface Always Impermeable to the Potential Vorticity Substance?  Advances in Atmospheric Sciences, Vol. 29, No. 1, 29–35.
  12. McIntyre, M. E., 1988b: The use of potential vorticity and low-level temperature/moisture to understand extratropical cyclogenesis. Ibid, 261-280.
  13. Zhang, D.-L., W. Cheng, and J. Gyakum 2002: The impact of various potential vorticity anomalies on multiple frontal cyclogenesis events. Quart. J. Royal Meteor. Soc., 128, 1847–1878.