مطالعه ناپایداری‌های تولید‌کننده همرفت در یک شبیه‌سازی آرمانی امواج کژ‌فشار

نویسندگان

1 دانش‌آموخته کارشناسی‌ارشد هواشناسی، مؤسسه ژئوفیزیک دانشگاه تهران،تهران، ایران

2 استاد، گروه فیزیک فضا، مؤسسه ژئوفیزیک دانشگاه تهران، ،تهران، ایران

3 استاد، گروه فیزیک فضا، مؤسسه ژئوفیزیک، دانشگاه تهران، تهران، ایران

4 دانشیار، گروه فیزیک فضا، مؤسسه ژئوفیزیک، دانشگاه تهران، تهران، ایران

doi
10.30499/ijg.2026.568501.1744
چکیده

سامانه‌های همدیدی عرض‌های میانه اغلب با همرفت میان‌مقیاس همراه می‌شوند که شناخت ناپایداری‌های مؤثر در شکل‌گیری آنها از اهمیت زیادی برخوردار است. در پژوهش حاضر ابتدا چرخه عمر امواج کژفشار با استفاده از مدل WRF به‌صورت آرمانی با شرایط اولیه‌ای شامل یک جت متوازن مرطوب در یک کانال با ابعاد 4000، 10000 و 30 کیلومتر به‌ترتیب در راستاهای مداری، نصف‌النهاری و قائم بر روی صفحه f و تفکیک افقی (قائم) برابر با 25 کیلومتر (250 متر) برای 15 روز شبیه‌سازی شد. در ادامه با استفاده از خروجی مدل، کمیت‌های دمای پتانسیلی (θ)، دمای پتانسیلی هم‌ارز (θ_e)، دمای پتانسیلی هم‌ارز اشباع (θ_es)، تاوایی پتانسیلی (PV)، تاوایی پتانسیلی هم‌ارز (EPV)، تاوایی پتانسیلی هم‌ارز اشباع (SEPV)، تاوایی مطلق و تابع جبهه‌زایی محاسبه شد. این کمیت‌ها برای بررسی ناپایداری مطلق (AI)، ناپایداری متقارن (SI)، ناپایداری بالقوه (PI)، ناپایداری متقارن بالقوه (PSI)، ناپایداری شرطی (CI)، ناپایداری متقارن شرطی (CSI) و ناپایداری لختی (II) ترسیم و تحلیل شدند. نتایج بررسی تحول موج کژفشار نشان داد که شکل‌گیری آن در روز پنجم شبیه‌سازی همراه با گرادیان شدید دمای افقی و تشکیل جبهه سطوح زیرین و جت سطوح زبرین وردسپهر است و اوج تقویت و میرایی آن به‌ترتیب در روزهای هشتم و دوازدهم رخ می‌دهد. همچنین در روز پنجم که شدت و مقدار بارش نسبت به بقیه روزها بیشینه است، SI، PI، PSI، CSI و II برای هردو طرحواره خُردفیزیک کِسلر و WSM6 با الگویی مشابه رخ می‌دهند. علاوه‌براین موارد، CI هم برای طرحواره WSM6 آزاد می‌شود که به‌نظر می‌رسد دلیل بیشینه بارش بیشتر WSM6 نسبت به کِسلر در روز پنجم، همین آزاد شدن CI و CSI به‌همراه الگوی مورب II باشد. همچنین تحول همرفت همراه با بیشینه شدت بارش و بیشینه مقادیر منفی EPV و SEPV، منطبق بر سر کاما‌شکل موج کژفشار در روز پنجم، برای هر دو طرحواره کِسلر و WSM6 به‌وضوح قابل شناسایی است.