مطالعه تلاطم هوای صاف بر مبنای نظریه عدم توازن خودبخودی
عنوان دوره: نوزدهمین کنفرانس ژئوفیزیک ایران
نویسندگان
1گروه فیزیک فضا، موسسه ژئوفیزیک دانشگاه تهران
2استادیار، گروه فیزیک فضا، دانشگاه تهران، موسسه ژئوفیزیک
3استاد، گروه فیزیک فضا، موسسه ژئوفیزیک دانشگاه تهران
چکیده
عدم‌توازن و به دنبال آن شکل‌گیری امواج گرانی- لختی به‌عنوان یکی از عوامل شناخته‌شده در وقوع تلاطم هوای صاف CAT، در ارتفاعات پروازی بالاتر از 6 کیلومتر شناخته می‌شوند. شناسایی CAT با استفاده از نظریة عدم‌ توازن و امواج گرانی- لختی یکی از روش‌های مورد بحث مطالعات اخیر بوده که در این پژوهش به آن پرداخته می‌شود. بدین منظور، ابتدا امواج کژفشار با استفاده از مدل WRF به صورت آرمانی در یک کانال با ابعاد 4000، 10000 و 22 کیلومتر به‌ترتیب در راستاهای مداری، نصف‌النهاری و قائم بر روی صفحهf با تفکیک افقی (قائم) برابر با 25 (25/0) کیلومتر شبیه‌سازی شد. در ادامه، با کاربست روش تجزیه موج-تاوه، بخش نامتوازن شارش تعیین و برای محاسبه دامنه امواج گرانی-لختی و همچنین اتلاف انرژی جنبشی تلاطمی از آن استفاده شد. نتایج نشان داد که بیشینه انرژی جنبشی تولید شده به وسیله چینش قائم باد در ناحیه خروجی جریان جتی قرار می‌گیرد که منطبق بر محل فعالیت امواج گرانی-لختی است. بدین ترتیب استفاده از روش تجزیه موج-تاوه در این پژوهش می‌تواند کمک به-سزایی در افزایش دقت تعیین بخش نامتوازن شارش و درنتیجه مقدار اتلاف انرژی جنبشی تلاطمی برای تعیین محل وقوع CAT داشته باشد.
کلیدواژه ها
 
Title
A study of clear air turbulence by spontaneous imbalance theory
Authors
Sarah Mahmoodvand, Mohammad Mirzaei, Ali Reza Mohebalhojeh
Abstract
Imbalance by emitting inertia-gravity waves is a well-known cause of clear air turbulence CAT. Following some recent researches, the current study is focused on detecting CAT by spontaneous imbalance theory and the effect of inertia-gravity wave on the flow. At first the ideal baroclinic waves have been simulated using the WRF model in a channel of 4000 km width, 10000 km length and 22km height in respectively the meridional, zonal and vertical directions on the f plane, with a horizontal resolution of 25 km and vertical resolution of 0.25 km. Then through wave–vortex decomposition, by finding unbalanced flow, wave amplitudes have been estimated. Also the TKE dissipation rate have been calculated to determine the intensity of CAT. The results showed that the maxima of local TKE dissipation successfully represent turbulence in the exit region of jet and wave packet activity. Thus using wave–vortex decomposition could improve the accuracy of detecting unbalanced part of the flow and TKE dissipation in determining areas of CAT.
Keywords
inertia–gravity waves, clear air turbulence, imbalance, wave amplitude, TKE dissipation