ساختار هندسی جت آفریقا-آسیا در وردسپهر زبرین و پاسخ آن به گرمایش زمین در مدل‌های CMIP5

Abstract

در این پژوهش، چگونگی شبیه­سازی جت جنب­حار­ه­ای آفریقا-آسیا در وردسپهر زبرین در مقایسه با داده­های بازتحلیل و همچنین شبیه‌سازی پاسخ این جت به تغییر اقلیم در خروجی مدل­های مرحله پنجم از «پروژه مقایسه متقابل مدل­های جفت شده» موسوم به CMIP5 ارزیابی و تحلیل می­شود. داده­های بازتحلیل مورد استفاده در این کار برای بررسی خطای مدل­ها، ERA-Interim می­باشد. این مطالعه بر مبنای شاخص­های هندسی جت شامل عرض جغرافیایی یا به­اختصار عرض جت، پهنا و تندی جت است، و منطقه جت به دو قطاع مجزای آسیا و آفریقا تقسیم می­شود.<br /> مهم­ترین ویژگی­های چرخه فصلی جت در دوره گذشته که در میانگین چند مدلی CMIP5 شبیه­سازی می­شود، عبارت از شیب تغییرات مثبت (منفی) از فصل سرد (گرم) به گرم (سرد) در شاخص عرض جت و برعکس این چرخه در دو شاخص تندی و پهنای جت برای هر دو قطاع است. بر اساس نتایج بررسی، عرض جت در همه فصل­ها و تندی جت در همه فصل­ها به­جز بهار در قطاع آسیا بیشتر از آفریقا است. این ویژگی­ها به­خوبی با داده­های بازتحلیل همخوانی دارد و برای بیشتر فصل­ها و شاخص­ها، میانگین چند مدلی خطا استوار نمی­باشد. خطاهای استوار برای عرض جت در میانگین چند مدلی، به تابستان و زمستان قطاع آفریقا (به­ترتیب 86/1- و 90/0- درجه)، برای پهنای جت به تابستان قطاع آسیا (91/0 درجه) و برای تندی جت به زمستان و پاییز قطاع آفریقا (به­ترتیب 92/2- و m/s 82/1) و تابستان آسیا (m/s 99/2-) مربوط می­شود.<br /> پاسخ جت به گرمایش زمین، در همه شاخص­ها و در بیشتر فصل­های دو قطاع، در سناریوی RCP4.5 ضعیف­تر از RCP8.5 است. در سناریوهای RCP4.5 و RCP8.5 میانگین جهانی واداشت تابشی کل ناشی از گسیل انسانی گازهای گلخانه‌ای تا سال 2100 (پایان قرن بیست­ویکم) به­ترتیب 5/4 و W/m2 5/8 فرض می­شود. تغییرات برخی از شاخص­ها در بعضی از فصل­ها از دوره گذشته به آینده در میانگین همادی چند مدلی استوار است. تغییرات استوار مربوط به سناریوی RCP8.5 برای میانگین چند مدلی بدین‌صورت است که در فصل بهار، در هر دو قطاع آفریقا و آسیا، پهنای جت به­ترتیب حدود 5/0 و 2/0 درجه و تندی جت در قطاع آسیا حدود m/s 1/1 افزایش می­یابد. در تابستان، در قطاع آفریقا، تندی جت کاهش می­یابد (حدود m/s 7/0) ولی در قطاع آسیا، جت علاوه بر تقویت (m/s 4/0)، حدود 8/0 درجه به سمت استوا جابه­جا می­شود. در فصل پاییز، در قطاع آفریقا، تندی جت کاهش (m/s 39/1-) یافته و عرض­ جت حدود 3/0 درجه به سمت قطب جابه­جا می­شود. دیگر نکته قابل‌توجه آن است که برای فصل زمستان و هر دو قطاع، میانگین چند مدلی تغییر استواری را در هیچ­یک از شاخص­های جت، به­جز افزایش جزئی و نسبتاً استوار در پهنا برای قطاع آفریقا (حدود 2/0 درجه) نشان نمی‌دهد.