حساسیت‌سنجی میدان باد سطحی شبیه‌سازی‌شده ‌ توسط مدل WRF به شرایط اولیه و طرح‌واره‌های پارامترسازی لایه مرزی سیاره‌ای (مطالعه موردی: منطقه خلیج‌فارس)

Abstract

در این پژوهش عملکرد مدل WRF برای میدان باد سطحی و حساسیت این مدل نسبت به شرایط اولیه و مرزی و طرح‌واره­های لایه مرزی سیاره‌ای در طول چندین تاریخ منتخب به­صورت موردی روی خلیج فارس ارزیابی می­شود. به­دلیل وجود رویکردهای متفاوت در تولید و توسعه داده­های تحلیل و بازتحلیل (مانند سامانه داده‌گواری) و به‌کارگیری روش­های مختلف پارامترسازی در طرح‌واره­های لایه مرزی سیاره‌ای، این تحقیق برای شناسایی مناسب­ترین انتخاب از بین شرایط اولیه و مرزی متنوع و طرح‌واره­های مختلف لایه مرزی هدف­گذاری شده است. برای این منظور سه مجموعه داده (دو بازتحلیل و یک تحلیل) شامل ERA-Interim، NCEP-R2 و NCEP-FNL و شش طرح­واره لایه مرزی سیاره‌ای (دو غیر محلی و چهار محلی) به همراه طرح‌واره­های سطحی مرتبط ب آنها انتخاب شده است. برای ارزیابی مدل از 22 ایستگاه هواشناسی همدیدی واقع در منطقه و مشاهدات دو ماهواره QuikSCAT و ASCAT استفاده می­شود. یافته­های این مطالعه نشان می­دهد وقتی شبیه­سازی باد مدل با ایستگاه­های هواشناسی همدیدی مقایسه می­شود، صرف­نظر از نوع طرح‌واره لایه مرزی، دو مجموعه داده ERA-Interim و NCEP-FNL که به­عنوان شرایط اولیه و مرزی استفاده می­شوند، عملکرد بهتری نسبت به NCEP-R2 دارند. با درنظرگرفتن طرح‌واره­ها، بهترین نتایج از ترکیب طرح‌واره YSU با داده­های شرط اولیه ERA-Interim برای سرعت باد و NCEP-FNL برای جهت باد استخراج می­شود. مقایسه خروجی مدل با داده­های باد دو ماهواره QuikSCAT و ASCAT نشان می­دهد تفاوت فاحشی بین پیکربندی­های مختلف دیده نمی­شود. باوجوداین، طرح‌واره­های YSU و ACM2 به­ترتیب منجر به تولید سرعت و جهت باد نزدیک به مشاهدات QuikSCAT می­شوند. همه پیکربندی­های مدل حاصل از تمام طرح‌واره­ها، تقریباً نتایج مشابهی در مقایسه با مشاهدات ASCAT دارند به­جز طرح‌واره YSU که میدان باد را اندکی بهتر از سایر طرح‌واره­ها شبیه­سازی می­کند.