تأثیر هواویزها بر بارش در شرایط رطوبت‌های نسبی متفاوت: مطالعه موردی

Abstract

تغییر تعداد هواوبزهایی که به‌عنوان هسته‌های میعان درون قطرک ابر فعال می‌شوند، تأثیر قابل ملاحظه‌ای بر ویژگی‌های خردفیزیک ابر می‌گذارند، به‌نحوی که می‌توانند مقدار و الگوی بارش را تغییر دهند. در این مطالعه با استفاده از طرح‌وارۀ خردفیزیک ابر تامپسون موجود در مدل WRF، تأثیر هواویزها بر بارش در یک رخداد توفان تندری بررسی شد. داده‌های مربوط به هواویزها از مدل جهانی GOCART استخراج و به مدل WRF خورانده شد، درحالی‌که برای شرایط اولیه و مرزی هواشناسی از داده‌های FNL استفاده گردید. دو آزمایش عددی که معرف هوای پاک و آلوده هستند انجام گرفت که در آن‌ها تعداد هواویزهای آب‌دوست به‌ترتیب به 2/0 و 5 برابر غلظت استخراج‌شده از مدل GOCART تغییر یافت.<br /> نتایج شبیه‌سازی‌ها نشان داد که توزیع مکانی بارش در دو حالت پاک و آلوده متفاوت است، به‌نحوی که در جوّ آلوده در برخی مناطق فراهنج‌های شدیدتری وجود دارد که بارش‌های شدیدتری را نیز در پی دارد. افزایش فراهنج‌ها در این مناطق سبب می‌شود که زمان رشد آب‌شهاب‌ها طولانی‌تر و اندازه‌شان بزرگ‌تر گردد؛ درنتیجه زمانی که از پایۀ ابر فرو می‌افتند کمتر تبخیر و ذوب می‌شوند و از این‌رو افزایش بارش سطحی را در این مناطق موجب می‌شوند. از طرفی کاهش بارش در حالت آلوده در مناطق پایین‌دست جریان باد شبیه‌سازی شد؛ که دلیل آن کاهش شعاع بلورهای یخ است که به کاهش فرایند یخ‌زدگی و تولید گویچۀ برف منجر می‌شود. همچنین، بررسی آهنگ ساعتی بارش نشان داد در ساعت‌هایی که رطوبت نسبی جوّ زیاد است و بخار آب به‌اندازۀ کافی در جوّ وجود دارد، افزایش تعداد هواویزهای آب‌دوست سبب افزایش بارش سطحی می‌شود. در حالی که در ساعت‌هایی که رطوبت نسبی جوّ کم است، کاهش بارش و گاهی توقف کامل بارش وجود دارد.