ارزیابی نیروهای مؤثر بر تشکیل و تقویت توفان حارهای گونو با استفاده از مدل تحلیلی کیو و بررسی عملکرد مدلهای عددی در تعیین شدت آن

280 فيزيك زمين و فضا دوره 41 شماره 2 تابستان 1394 صفحة 273- ارزیابی نیروهای مؤثر بر تشکیل و تقویت توفان حارهای گونو با استفاده از مدل تحلیلی کیو و بررسی عملکرد مدلهای عددی در تعیین شدت آن و محمدعلی ثقفی 3 مجید مزرعه فراهانی 1* مرضیه احمدی 2 1. استادیار گروه فیزیک فضا مؤسسة ژئوفیزیک دانشگاه تهران ایران 2. دانشجوی دکتری دانشکدة علوم و فنون دریایی دانشگاه هرمزگان ایران 3. دانشآموخته کارشناس ارشد هواشناسی مؤسسة ژئوفیزیک دانشگاه تهران ایران )دریافت: 93/2/8 پذیرش نهایی: 93/11/28( چکیده شدت چرخند حارهای با سرعت باد در دیوارة چشم چرخند یا فشار سطح دریا در چشم آن تعیین میشود. به این منظور دو مدل عددی میانمقیاس (Advance Regional Prediction System) ARPS و (World Research Forecasting) در بازة زمانی و مکانی فعالیت چرخند حارهای گونو )Gonu) اجرا شد. برونداد اجرای این دو مدل با پیکربندیهای به کار بردهشده با دادههای پردازششدة ماهوارهای دادههای مرکز اخطار تایفون نیروی دریایی و هوایی ایاالت متحده Center( )JTWC, Joint Typhoon Warning مقایسه شد. برونداد مدل در مقایسه با دادههای JTWC شدت توفان گونو را با دقت نشان نمیدهد اما مدل ARPS در این مورد بهطور نسبی موفقتر عمل کرده و اب رچرخندی آن را از ردة پنج پیشیابی کرده است. برای تعیین سازوکار دینامیکی این توفان بزرگی نیروه یا گریز از مرکز کوریولیس و اصطکاک در هنگام فعالیت توفان گونو محاسبه میگردد و شدت چرخند حارهای در زمانهای مختلف بررسی و با مقادیر مشابه بهدستآمده از مدل تحلیلی کیو )Kiue) مقایسه میشود. نتایج نشان میدهد که نیروی گریز از مرکز بیشترین سهم را در کاهش فشار چشم چرخند حارهای گونو داشته است. در چهارم ژوئن که چرخند گونو در بیشینة فعالیت و شدت خود )ردة پنجم( قرار داشت سهم سه نیروی گریز از مرکز اصطکاک و کوریولیس در کاهش فشار چشم گونو به ترتیب 41/68 51/61 و 4/32 هکتو پاسکال بهدست آمد. در نتیجه توفانهای با سرعت مماسی بزرگتر باعث کاهش بیشتر فشار در مرکز توفان میشوند و نیز سطوح ناصافتر نقش بیشتری در کاهش فشار هستة مرکزی توفان دارند. واژههای کلیدی: چرخند حارهای گونو مدل تحلیلی کیو- چن مدل عددی ARPS مدل عددی 1. مقدمه چرخندهای حارهای از مخربترین پدیدههای هواشناختی هستند. میزان تخریب و ویرانی و تلفات جانی و مالی یک توفان با شدت آن رابطة مستقیم دارد. تصاویر مادون قرمز و فنون ماهوارهای در پیداکردن شدت چرخندهای حارهای کارایی بسیاری دارند و میتوانند شدت توفانها را با دقت بهنسبت قابل قبولی تعیین کنند. اولین بار دوراک )1975( با استفاده از تصاویر و اطالعات ماهوارهای روشی معرفی کرد. بر اساس شدت یکسان دارای برای بهدست آوردن شدت توفان یافتههای هستند و با شدتگرفتن خصوصیات او چرخندهای حارهای با چرخند ویژهای و مشخص روند تغییرات پیشبینیپذیر است. از این مطالعه و نتایج آن بهعنوان سنگ بنای تخمین شدت توفان و تندی باد در توفانها در * نگارنده رابط: مناطقی یاد میشود که به سبب توفان امکان اندازهگیری نبود ایستگاه یا فعالیت وجود ندارد. با وجود پژوهشهای فراوان دانش ما دربارة روابط و فرایندهای دینامیکی که چرخندها از آن پیروی میکنند ناچیز است و به فعالیت بیشتر در این زمینه نیاز است. ابهامات فراوان در شناخت سازوکار دینامیکی چرخندها وجود دارد از جمله اینکه شناختهشدة چرا برخی چرخندها با داشتن شرایط تا حدودی یکسان سریعتر دچار کاهش فشار در مرکز خود میشوند همچنین سهم مشارکت نیروها در رشد یا افول شدت چرخند که میتواند با کاهش فشار در مرکز چرخند ارزیابی چگونه شود است علت اصلی نبود چنین شناختی میتواند مربوط به پیچیدگیهای فراوان معادلههای دینامیکی توصیفکنندة E-mail: mazraeh@ut.ac.ir

فيزيك زمين و فضا دوره 41 شماره 2 تابستان 1394 274 تحوالت درون چرخندها باشد که ما را از دستیابی به توصیفی تحلیلی از شرایط دینامیکی در طول مرحلة افزایش یا کاهش شدت چرخند حارهای باز میدارد. جهت گریز از پیچیدگیهای ریاضی میتوان با فرضه یا را روش به و سادهسازی موجود در روابط منطقی معادلههای مربوطه کرد. حل تحلیلی ژانگ و همکاران )1999( فرایند تغییر باد و فشار سطح دریا را هنگام برخورد توفان با ساحل دوباره بررسی کردند. این بررسی در پاسخ به چالشی انجام شد که توسط پاول و هیوستون )1999( دربارة اختالف بین مقدار باد سطحی شبیهسازی شده توسط مدل و مقدار دیدبانیشدة آن مطرح شده بود. اولین بار هارپر )2002( سعی کرد ارتباط بین کاهش فشار در مرکز چرخند و سرعت باد در چرخند را نشان دهد. هلند )2008( رابطة فشار سطح دریا و سرعت باد در مورد توفان آروایزد را بررسی و تحلیل کرد. در این راستا کیو و ژانگ )2009( به حل تحلیلی معادلههای بسیط با فرضداشتن نمایة قائم سرعت پرداختند و با استفاده از رابطة بین کمینة فشار سطح دریا و بیشینة سرعت باد سطحی سرعت شدتیافتگی توفان )وابسته به زمان( را در چرخندهای حارهای به دست آوردند. با فرض مشخصبودن سرعت قائم فرایندهای ترمودینامیکی که بهصورت متغیرهای ترمودینامیکی در روابط دینامیکی حضور دارند حذف شده و رشد و شدت چرخند تنها بر اساس متغیرهای دینامیکی چرخشی بیان میشوند. کیو و همکارانش )2010( با استفاده از معادلة تکانه و فرض پیروی سرعت باد افقی از مدل تاوة رنکین (Rankine) رابطهای بین فشار سطح دریا و سرعت باد افقی مدله یا به دست آوردند. اغلب باد در که از آنجا دینامیکی معرفیشده با در نظرگرفتن فرضیة باد گرادیان معرفی شده بود و با توجه به اینکه فرضیة باد گرادیان در الیة مرزی جو با حضور نیروی اصطکاک و تأثیر این نیرو بر جریانهای مماسی و شعاعی در توفانها فرضیة قابل اتکایی نیست اعتبار معادلههای مورد استفاده در آنها سؤال برانگیز است. در این تحقیق از مدل تحلیلی معرفیشده توسط کیو و همکاران در سال 2010 )از این به بعد مدل کیو نامیده میشود( برای بررسی شدت و نسبت بین نیروهای واداشتی در معادالت دینامیکی بهکاررفته در مدلهای عددی شامل نیروهای گریز از مرکز کوریولیس و اصطکاک در تغییرات فشار مرکز چرخند و برای مورد توفان حارهای گونو استفاده میشود. به دلیل نبود مقادیر اندازهگیریشدة متغیرها در مناطق فعالیت چرخندها بهطور عام و در مورد چرخند گونو بهطور خاص و بهویژه در چشم توفان برای راستیآزمایی نتایج از مقادیر بهدستآمده از شبیهسازیها با مدله یا شناختهشدة (URL-1) ARPS و (URL-2) استفاده میکنیم. تعیین شدت چرخند حارهای نیز با استفاده از نتایج همین شبیهسازیها انجام میشود. 2. دادهها دادههای مورد استفاده عبارتند از بیشینة سرعت باد سطحی و کمینة فشار سطح دریا در روزهای فعالیت توفان گونو در منطقة فعالیت آن. این دادهها از مرکز مشترک توفان اخطار Center, Joint Typhoon Warning( (URL-3) )JTWC تهیه شده است. همچنین به دلیل کمبودن تفکیک افقی دادههای در دسترس از مراکز ارائهدهندة دادههای از داده برونداد ARPS مدل که و در روزها و منطقة فعالیت توفان اجرا شدهاند برای مؤلفههای مداری و نصفالنهاری باد سطحی استفاده میشود. در واقع با این روش از فرایند درونیابی این مدلها برای بهدستآوردن مقادیر با تفکیک افقی بیشتر استفاده میکنیم. مرکز مشترک اخطار توفان نیروی هوایی و دریایی )JTWC( آنها را در اطالعات جامعی از توفانها ارائه میکند که سامانهای به نام»رهیابی بهینه Best یا»Tracking )کروک و همکاران 2008( ذخیره کرده است. مناطقی که این سامانه پوشش میدهد دربرگیرندة توفانهای منطقة شمالغرب اقیانوس آرام اقیانوس هند )WP( شمال (IO) اطالعات در گزارشهای و نیمکرة جنوبی ساالنة )HS) JTWC است. این توفانهای حارهای نیز منتشر میشوند. اطالعات سامانة رهیابی بهینة چرخندهای حارهای دربرگیرندة موقعیت و شدت توفان )بیشینة سرعت باد مماسی( و شعاع بیشینة سرعت در

275 ارزيابی نيروهای مؤثر بر تشکيل و تقويت توفان حارهای... فاصلههای زمانی 6 ساعته است. منبع اصلی محاسبة شدت توفانها مدل دوراک است که بسیاری از مرکزهای پیشبینی و اعالم خطر توفان از آن بهره میبرند. شایان ذکر است که همة دادهها در درگاه اینترنتی این مرکز موجود است URL( شمارة 5(. مقادیر بیشینة سرعت باد سطحی برای توفان گونو بر اساس دادههای JTWC در بازة زمانی 3 تا 7 ژوئن 2007 در شکل 1 نشان داده شده است. همانطور که در این شکل مشاهده میشود در ساعت 12 UTC چهارم ژوئن سرعت باد به بیشینة مقدار خود در دورة فعالیت توفان میرسد. از آنجا که یکی از متغیرهای مورد استفاده در مدل کیو شعاع باد بیشینه است این پارامتر با توجه به دادههای JTWC 34 کیلومتر محاسبه شد. همچنین مسیر طیشدة توفان که با استفاده از محل قرارگیری چشم توفان تعیین شد یا همان طول و عرض جغرافیایی مرکز توفان در جدول 1 آمده است. همچنین شکل 2 تغییرات فشارسطح دریا را در مرکز چرخند گونو )چشم توفان( با استناد به دادههای مرکز JTWC نشان میدهد. همانطور که در شکلهای 1 و 2 مشاهده میشود و با توجه به مقادیر سرعت باد چرخند حارهای گونو یک اب رچرخند از درجة 5 با بیشینة سرعت باد سطحی 72/5 متر بر ثانیه و کمینة فشار 898 هکتوپاسکال است. همچنین در ساعت 12 چهارم ژوئن هرچند سرعت باد UTC بیشینه است ولی مشاهده میشود که مقدار فشار سطحی دارای افت و خیزی با دامنة کوتاه است که به علت بازة زمانی ثبت دادهها )6 ساعت( اطالعات کاملی از 12 ساعت طالیی )اوج فعالیت( فعالیت توفان یعنی از ساعت 6 تا 18 چهارم ژوئن در دست نیست و احتمال کاهش فشار در مرکز توفان در این فاصلة زمانی وجود دارد هر چند با افت و خیز همراه است. 1. 2. اجرای مدلهای عددی و ARPS توفان گفتهشده با مدل میانمقیاس و ARPS شبیهسازی میشود. این شبیهسازیها به دو منظور صورت میگیرد: یکی تهیة دادههای الزم برای برخی محاسبات در مدل کیو و دیگری ارزیابی نتایج این دو مدل. دنبالکردن هدف دوم به این دلیل است که رخداد توفان گونو از مواردی است که مدل یا نسخه قبلی و عملیاتی آن در سازمان هواشناسی کشور یعنی MM5 در پیشبینی درست مسیر حرکت توفان موفق عمل نکرد. در نتیجه با توجه به آمادهنبودن مردم و مسئوالن برای مقابله با این توفان این مسئله سبب افزایش خسارت در سواحل جنوب ایران شد. هر دو مدل میانمقیاس ARPS و از 3 تا 7 ژوئن 2007 با خروجیهای 6 ساعته اجرا شدند. پیکربندی و تنظیم ثابتهای مشترک الزم برای اجرای هر دومدل به شرح زیر است: ابعاد شبکه: تعداد نقاط شبکه در راستای ترتیب 100 120 و 30 نقطة شبکهای است. y x و z به مرکز شبکه: مرکز 21 درجة شمالی و 64 درجة شرقی گزینش شده است. فاصلة شبکهای: فاصلة نقطههای شبکه در راستای x و y 20 کیلومتر در نظر گرفته شده است. شرایط مرزی: مرزهای جانبی از برونداد مدل GFS با فواصل 6 ساعته مرز باالیی مرز باز و مرز پایین مرز سخت در نظر گرفته شده است. الیة مرزی: طرحوارة Mellor-Yamada- Janjic )تالطم الیة مرزی همرفتی( بر اساس انرژی جنبشی تالطمی TKE فرض شده است. است. مدل ابر: طرحوارة خرد فیزیک ابر لین انتخاب شده همرفت: طرحوارة پارامترسازی کومهای کین فریتچ به کار برده شده است. تابش موج بلند: طرحوارة تابش طول موج بلند RRTM1 استفاده شده است. تابش موج کوتاه: طرحوارة تابش طول موج کوتاه Goddard استفاده شده است. شرایط آغازین: دادههای مدل دادههای اولیه به کار برده شده است. GFS به عنوان در شکل 3 تغییرات زمانی بیشینة سرعت باد سطحی در دورة فعالیت توفان نشان داده شده است. همانطور که مشاهده میشود مدل نتوانسته است تغییرات با

فيزيك زمين و فضا دوره 41 شماره 2 تابستان 1394 276 دامنة بزرگ سرعت باد را شبیهسازی کند. افتوخیزهای با دامنة کوتاه حضور دارند ولی از نظر بزرگی بیشینة باد با مقدار واقعی فاصلة زیادی دارد. بیشینة سرعت باد سطحی حاصل از اجرای مدل در دورة فعالیت چرخند حارهای گونو 19 متر بر ثانیه است و این بیشینه 6 در ساعت سوم ژوئن رخ داده است که با مقدار ثبتشدة 72/5 متر بر ثانیه که در چهارم ژوئن اتفاق افتاده است خطای زمانی و دامنهای قابل توجهی دارد. خروجی این مدل نشان میدهد که توفان گونو حتی به ردة یک که ضعیفترین نوع چرخند حارهای است ارتقا نیافته است و این موضوع در اعالن هشدار در مناطق فعالیت توفان تأثیرگذار بوده است. به عبارت دیگر با تنظیمهای صورتگرفته برای مدل مقادیر شبیهسازیشده )مقادیر پیشبینی در زمان رخداد توفان( رضایتبخش نیستند و باعث اعالننشدن هشدار شده است. در شبیهسازی دیگری با استفاده از مدل ARPS بیشینة سرعت باد سطحی 82 متر بر ثانیه به دست آمد )شکل 4(. شکل 1. تغییرات بیشینة سرعت باد سطحی از 3 تا 7 ژوئن در فاصلههای 6 ساعته برای توفان گونو با استفاده از دادههای.JTWC جدول 1. طول و عرض جغرافیایی )بر حسب درجه( مرکز چرخند حارهای گونو برگرفته از.JTWC 18UTC 12UTC 06UTC 00UTC تاریخ طول عرض طول عرض طول عرض طول عرض 18 66/1 17/5 66/8 16/9 67/6 16 67/5 2007/6/3 20/5 63/3 19/9 64/1 19/2 64/9 18/6 65/5 2007/6/4 22 60/6 21/6 61/1 21/2 61/7 20/8 62/5 2007/6/5 24/5 58/9 23/8 59/2 23/1 59/5 22/6 60 2007/6/6 25/5 58/1 25/1 58/2 24/9 58/3 24/8 58/4 2007/6/7 شکل 2. فشار سطح دریا در مرکز چرخند گونو از 3 تا 7 ژوئن 2007 و در فاصلههای 6 ساعته.

277 ارزيابی نيروهای مؤثر بر تشکيل و تقويت توفان حارهای... شکل 3. تغییرات بیشینة سرعت باد سطحی توفان گونو با زمان از 3 تا 7 ژوئن 2007 با استفاده از برونداد مدل. شکل 4. تغییرات مقدار سرعت باد سطحی بیشینه )6 ساعته ))UTC( از 3 تا 7 ژوئن 2007 با استفاده از برونداد مدل.ARPS با مقایسة شکلهای 1 و 4 میتوان نتیجه گرفت که هر چند سرعت باد سطحی شبیهسازیشده با مدل ARPS روند شکلگیری مورد انتظار چرخند گونو را بهخوبی توصیف نمیکند بیشینة سرعت باد و شدت توفان را با دقت بیشتری در مقایسه با مدل برآورد کرده و به مقدار واقعی نزدیکتر است. نتایج اجرای مدل ARPS چرخند گونو را در مقیاس سفیر- سیمپسون از ردة 5 نشان میدهد. مقدار بهدست آمده برای سرعت باد میتواند کاربر را در اعالن هشدار به مراکز ذینفع یاری کند. به این ترتیب مدل ARPS قادر است که شدت چرخند و قدرت تخریب آن را برآورد کند اما در مقایسه با دادههای JTWC نمیتواند شدت لحظهای چرخند را در همة ساعتها بهدرستی پیشبینی کند. 3. مدل تحليلی کيو کیو و همکارانش )2010( با استفاده از معادلة تکانه و با فرض پیروی سرعت باد افقی از مدل تاوة رنکین تغییرات به فشار در مرکز چرخند را نسبت به سرعت باد افقی سطحی دست آوردند. در منطقة هستة داخلی بزرگی مؤلفههای مماسی و شعاعی سرعت باد با شعاع افزایش خطی دارد و در منطقة معکوس شعاع است. خارجی تندی از باد تابعی مدل سادة تاوة رنکین بهویژه در منطقة خارجی تا اندازهای شرایط واقعی را در بر نمیگیرد و کمبودهایی دارد از جمله شیب مالیمتر کاهش سرعت باد با فاصله از مرکز توفان در منطقة خارجی هستة توفان. در صورتی که شعاع چرخند بسیار بزرگ نباشد این تطابقنداشتن با واقعیت به تفاوت چشمگیری بین مقدار محاسباتی کاهش فشار و مقدار واقعی آن منجر نخواهد شد. به همین دلیل کاربست رابطة پیشنهادشده ویلما توفان در )Wilma( )2005( نتایج موفقیتآمیزی در پی داشته است. زمانی که مقدار کاهش فشار در منطقة خارجی در مقایسه با داخلی هستة منطقة چشمگیر تاوة باشد رنکین را بهگونهای باید ویرایش کرد که کاهش فشار ناشی از

فيزيك زمين و فضا دوره 41 شماره 2 تابستان 1394 278 منطقة خارجی را بهخوبی پوشش دهد )کیو و همکاران و در 2010( استفاده باشد. توفانهای با شعاع فعالیت بزرگ قابل فرایند بهدست آوردن رابطة فشار مرکز چرخند با سرعت باد افقی سطحی به این صورت است که اگر مقادیر سرعت باد در دو منطقة بیرونی و داخلی هستة توفان را با روابط زیر تقریب بزنیم: هستة داخلی )محدودة چشم چرخند تا دیوارة چشم آن(: u r, v r )1( منطقة خارجی )محدودة دیوارة چشم چرخند تا منطقة آرام(: u, v r r )2( که در آنها u مؤلفة شعاعی سرعت باد v مؤلفة مماسی سرعت باد و r فاصلة هر نقطه از چرخند تا مرکز آن است. Γ و و داخلی و Ω ضریبهای تابع ارتفاع و زمان در منطقة هستة زمانهای متفاوت هم در منطقة ضریبهای تابع خارجی چرخند ارتفاع و در حارهای هستند. در این مطالعه به دلیل اینکه بیشتر متغیرهای سطح زمین استفاده میشوند این ضرایب در دو منطقة درون و برون چرخند ثابت در نظر گرفته میشوند. معادلة تکانه در مختصات استوانهای به صورت زیر نوشته میشود )کیو و همکاران 2010(: که در آن U بیشینة سرعت باد شعاعی و V بیشینة سرعت باد مماسی سطحی در شعاع R یا دیوارة چشم چرخند است. جملههای اول تا سوم سمت راست در رابطة 4 به ترتیب جمله تأثیر نیروی گریز از مرکز کوریولیس و اصطکاک را بر تغییرات فشار نشان میدهد. 1. 3. بررسی نسبت نيروها در مدل تحليلی کيو در جدول 2 اندازة پارامترهای بهکاررفته در محاسبة کاهش فشار در مرکز چرخند حارهای گونو با استفاده از رابطة 4 ارائه شده است. کمینة فشار محاسباتی روزانه زمانی که چرخند دارای بیشینة سرعت سطحی است با توجه به دادههای سرعت باد JTWC با بهرهگیری از رابطة مدل تحلیلی کیو و همکاران )2010( محاسبه و در جدول 3 نمایش داده شده است. با در نظر گرفتن مقادیر بهدست آمده برای سرعت باد و نیز فشار مرکز توفان بزرگی جملههای مختلف عامل تغییرات فشار )کاهش( محاسبه و به این ترتیب سهم هر یک از نیروهای گریز از مرکز کوریولیس و اصطکاک در این کاهش فشار محاسبه شد و در جدول شماره 4 نشان داده شده است. جدول 2. ثابتها و پارامترهای بهکاررفته در محاسبة کاهش فشار در مرکز چرخند با استفاده از مدل کیو. 2 u u u v 1 p C D u w fv V u t r z r r H )3( که در آن C D ضریب کشال و H عمق مقدار شرح پارامتر 1 2 2 2 V (u v ) R R الیة آمیخته است. اگر R فاصلة دیوارة چشم تا مرکز چرخند باشد با توجه به مدل تاوة رنکین اگر از معادلة باال نسبت به شعاع بیشینة سرعت مماسی شعاع منطقة آرام 34 (Km) 1000 (Km) P e e شعاع یک بار از صفر تا R و بار دیگر از R تا R انتگرالگیری کنیم رابطة 4 را به دست می آوریم که ارتباط بین فشار مرکز چرخند با سرعت باد افقی سطحی فشار سطح دریا در منطقة آرام پیرامون چرخند چگالی هوا در منطقة آرام پیرامون چرخند 1010 (hpa) ( KgM 3 1/1) k را بیان میکند 2 2 2 2 )کیو و همکاران 2010(. ضریب اصطکاک کششی ( M 1 0/0001) 2 1 R 4k U R U P e V fvr ln 2 R 3 1 1 R 4k U R U p e 2 R 3 2 * 1 V fvr ln V V )4(

279 ارزيابی نيروهای مؤثر بر تشکيل و تقويت توفان حارهای... جدول 3. کمینة فشارمحاسباتی و اندازهگرفتهشده و ردهبندی چرخند حارهای گونو درطول دورة فعالیت از 3 تا 7 ژوئن. کمینة فشار سطح دریا کمینة فشار سطح دریا بیشینة سرعت باد نوع روز و زمان UTC ) MS 1 ( سطحی )hpa( محاسباتی )hpa( JTWC 3 ژوئن ساعت 18 چرخند ردة 2 47/5 964/4 952 4 ژوئن ساعت 12 72/5 فوق چرخند ردة 5 908/52 914 فوق چرخند ردة 4 5 ژوئن ساعت 00 67/5 919/65 904 چرخند ردة 2 6 ژوئن ساعت 00 45 967/52 956 توفان حارهای 7 ژوئن ساعت 00 25/5 994/95 982 جدول 4. در صد نسبت محاسبهشدة جملههای سمت راست رابطة 4 در کاهش فشار در مرکز چرخند. 2007/7/7 2007/6/6 2007/6/5 2007/6/4 اثر هر نیرو 2007/6/3 7/04 21/31 45/39 51/61 گریز از مرکز 23/34 2/54 3/99 5/25 4/32 کوریولیس 2/66 5/41 16/52 36/48 41/68 اصطکاک 18/59 4. نتيجهگيری اجرای مدل پیشبینی نشان داد که بیشینة سرعت باد سطحی نمیتواند روند شکلگیری توفان را نشان داده و شدت توفان را بهدرستی برآورد کند. بیشینة سرعت باد سطحی از اجرای مدل حدود 19 متر بر ثانیه به دست آمد بنابراین پیشبینی مدل گویای آن است که گونو به یک چرخند حارهای تبدیل نشده و در اندازة یک کمفشار حارهای باقی مانده است. با اجرای مدل میانمقیاس ARPS بیشینة سرعت باد سطحی حدود 82 متر بر ثانیه به دست آمد. هر چند که این مقدار با بیشینة سرعت باد JTWC برای توفان گونو حدود 9/5 متر بر ثانیه اختالف دارد اما نشان میدهد که توفان گونو به یک اب رچرخند ردة پنج رسیده است و از این سو مدل ARPS موفقتر است. همچنین با مقایسة کمینة فشار محاسباتی از مدل تحلیلی کیو- چن با معادل آن از JTWC درستی رابطه فشار- باد )رابطة 4( تأیید شد. مقدار اختالفها بهطور میانگین حدود 10 هکتو پاسکال است که در مقایسه با طبیعی به نظر میرسد. این امر نشان میدهد که میتوان به رابطة 4 که ارتباط کاهش فشار در مرکز چرخند را به سرعت بیشینة باد سطحی نشان میدهد تکیه کرد. با توجه به جدول 3 مقدار کمینة فشار محاسباتی برای توفان گونو در چهارم ژوئن هنگامی که توفان به ردة پنجم رسیده است حدود 908/5 هکتوپاسکال محاسبه شد که با معادل آن در JTWC حدود 5/48 هکتو پاسکال اختالف دارد. برای روزهای سوم پنجم و ششم ژوئن مقدار محاسباتی به ترتیب 15/65 12/4 و 11/52 هکتو پاسکال بیشتر از معادل آن در JTWC به دست آمد. به تعبیری مدل کیو مقادیر برآوردشده برای فشار کمینه را محاسبه میکند. over estimate همچنین با توجه به جدول 4 نیروی گریز از مرکز بیشترین سهم را در کاهش فشار مرکز چرخند دارد بهگونهای که سرعت باد 72/5 متر بر ثانیه در چهارم ژوئن باعث کاهش فشاری هکتو پاسکال 52 حدود میشود. پس از آن بیشترین سهم مربوط به اثر نیروی اصطکاک است و مقدار کاهش فشار ناشی از اثر نیروی 100 هکتو پاسکال کاهش فشار در مرکز چرخند گونو کوریولیس اندک است اما نمیتوان آن را نادیده گرفت.

فيزيك زمين و فضا دوره 41 شماره 2 تابستان 1394 280 مراجع Dvorak, V., 1975, Tropical cyclone intensity analysis and forecasting from satellite imagery, Mon. Wea. Rev., 103, 420-430. Harper, B. A., 2002, Tropical cyclone parameter estimation in the Australian region: Wind pressure relationships and related issues for engineering planning and design, Energy Ltd., SEA Rep. J0106-PR003E, 83 pp. Holland, G., 2008, Arevised hurricane pressure wind model, Mon. Wea. Rev., 136, 3432-3445. Kieu, C. Q. and Zhang, D.-L., 2009, An analytical model for the rapid intensification of tropical cyclones, Quart. J. Roy. Meteor. Soc., 135, 1336-1349. Kieu, C. Q., Hua C. and Zhang, D.-L., 2010, An Examination of the Pressure Wind Relationship for Intense Tropical Cyclones, Wea. Forecasting, 25, 895-907. Kruk, M. C., Knapp, K. R., Levinson, D. H. and Kossin, J. P., 2008, Data stewardship of global tropical cyclone best tracks, Preprints, 28th Conf. on hurricanes and Tropical Meteorology, Orlando, FL, Amer. Meteor. Soc., 2A. 12, [Available online at http://ams.confex.com/ams/pdfpapers/13839 6.pdf.] Powell, D. M. and Houston, S. H., 1999, Comments on a multiscale numerical study of Hurricane Andrew (1992), Part I: Explicit simulation and verification, Mon. Wea. Rev., 127, 1706-1710. Zhang, D.-L., Liu, Y. and Yau, M. K., 1999, Surface winds at landfall of Hurricane Andrew )1992) A reply, Mon. Wea. Rev., 127, 1711-1721. URL-1:(http://www.caps.ou.edu/ARPS) URL-2:(http://www.wrf-model.org) URL- 3:(http://www.pdc.org/weather/index.php/tag/jtwc)