per
انجمن ملی ژئوفیزیک ایران
مجله ژئوفیزیک ایران
2008-0336
2783-168X
2018-02-20
11
4
1
18
49799
Research Article
تأثیر گذار برونحارهای چرخند چاپالا بر توسعه سامانههای جوّی عرضهای میانی: توسعه و پشتهزایی بر روی جریان جتی
The extratropical transition of the Cyclone Chapala and its impact on the Mid latitude weather systems: ridge development over the Jet Stream
محمود صفر
amsafar@ut.ac.ir
1
سرمد قادر
sghader@ut.ac.ir
2
فرهنگ احمدی گیوی
ahmadig@ut.ac.ir
3
علیرضا محب الحجه
amoheb@ut.ac.ir
4
مجید مزرعه فراهانی
mazraeh@ut.ac.ir
5
موسسه ژئوفیزیک دانشگاه تهران
موسسه ژئوفیزیک دانشگاه تهران
مؤسسه ژئوفیزیک دانشگاه تهران
مؤسسه ژئوفیزیک دانشگاه تهران
مؤسسه ژئوفیزیک دانشگاه تهران
چرخند حارهای چاپالا بعد از توفان گونو دومین توفان حارهای قوی منطقه شمالی اقیانوس هند بوده است. در خصوص توفان گونو باید گفت که این توفان تأثیر مستقیم بر بارش سواحل جنوب شرقی ایران داشته است، حال آنکه هدف پژوهش حاضر بررسی تأثیر غیرمستقیم توفان چاپالا در بارشهای بسیار شدید غرب ایران است. همچنین این موضوع مورد مطالعه قرار گرفته است که آیا این تأثیر غیرمستقیم به دلیل گذار برونحارهای توفان از طریق شبهجزیره عربستان و توسعه جریان جتی عرضهای میانی است؟ برای رسیدن به این هدف، شبیهسازیهایی مبتنی بر مدل عددی WRF انجام شده و مسیر حرکت بسته هوای نمونه فرضی نیز با استفاده از مدل ناپایای HYSPLIT مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاصل بهروشنی انتقال جرم و انرژی از سطوح پایین وردسپهر عرضهای حارهای به سطوح بالای وردسپهر در عرضهای میانی را نشان میدهد. نحوه تأثیر این چرخند حارهای بر سامانههای فعال در عرضهای میانی شامل جدا شدن مقادیر کوچک تاوایی پتانسیلی از مرکز چرخند چاپالا و صعود آن بر روی خط همدمای پتانسیلی 320 کلوین تا منطقه وردایست در عرضهای میانی، انتقال جرم بهصورت رطوبت نسبی بر روی صحرای خشک شبهجزیره عربستان از مرز منطقه کژفشاری و حارهای با همرفت مورّب و همچنین افزایش سرعت مرکز جت و جابهجایی آن به عرضهای جغرافیایی شمالیتر بوده است.
The cyclone Chapala was the second strongest tropical cyclone among the cyclones that has been formed and recorded over the Arabian Sea. On October 28, 2015, the cyclone Chapala developed over western India from the monsoon trough. After reaching its peak intensity on October 30, 2015, it started to move toward the Yemeni island of Socotra. Then, on November 2, 2015, the cyclone entered the Gulf of Aden and became the strongest cyclone ever developed in that water area. The cyclone Chapala was finally decayed on November 4, 2015. The present work is devoted to the study of the extratropical transition of the cyclone Chapala and its impact on the development of mid-latitude disturbances and, in particular, the jet stream over the western part of Iran. In fact, the main objective of the current work is to find out whether there is any link between the extreme rainfall over western Iran and the cyclone Chapala via the extratropical transition of the cyclone and its impact on the development of mid-latitude weather systems including the jet stream. To this end, the Weather Research and Forecasting (WRF) model is used to simulate the cyclone Chapala during its lifetime from the development stage to the decay stage. The advanced research WRF model is a fully compressible, non-hydrostatic mesoscale numerical weather prediction model. This model has been developed at National Center for Atmospheric Research (NCAR). For the ARW dynamical core, an Arakawa-C horizontal grid is used, and for temporal integration of governing equations, a Runge–Kutta scheme with a smaller time step for fast waves (such as sound waves) is used. The WRF model simulations are performed for the period 1 to 11 November 2015. To perform the WRF model simulations, the NCEP FNL (Final) Operational Global Analysis data, which are available operationally every six hours, are used to prepare the initial and lateral boundary conditions. In this study, the ARW dynamical core of the WRF model is used. The WRF model is configured with one nest and 45 km horizontal grid resolution in a Lambert projection. The computational domain of the WRF model covers Iran, the Persian Gulf, the Oman Sea and the Arabian Sea. In addition, the following physical parametrizations are used: the WSM3 scheme for the microphysics, the RRTM scheme for the longwave radiation, the Dudhia scheme for the shortwave radiation, the MM5 method for the surface layer, the Noah method for the land surface, the YSU scheme for the planetary boundary layer, and the Kain–Fritsch scheme for the cumulus convection. Further, to simulate the air parcel trajectories, the Hybrid Single Particle Lagrangian Integrated Trajectory Model (HYSPLIT) is used. The HYSPLIT model can be used for numerical simulation of air parcel trajectories as well as the complex transport, dispersion, chemical transformation, and deposition simulations. Here, the HYSPLIT is coupled with the WRF model to carry out forward and backward simulations of air parcel trajectories over Iran during the period of the activity of the cyclone Chapala. The diagnostics like potential vorticity, as computed and presented based on the WRF numerical model results and the air parcel trajectory simulations by the HYSPLIT model, point to a clear transfer of mass and energy from the tropical lower troposphere to the upper troposphere in midlatitudes during the extratropical transition of the cyclone Chapala. The marked effect of the cyclone on the weather systems leading to the extreme precipitation in the southwest of Iran is confirmed.
https://www.ijgeophysics.ir/article_49799_4af5159fcb2b1028e2bf9da0c9d2aeb8.pdf
چرخند حارهای
توسعه جریان جتی
گذار برونحارهای
تاوایی پتانسیلی
مدل WRF
Tropical Cyclone
jet stream
potential vorticity
WRF Model
per
انجمن ملی ژئوفیزیک ایران
مجله ژئوفیزیک ایران
2008-0336
2783-168X
2018-02-20
11
4
19
39
49968
Research Article
تعیین جزئیات گسیختگی زمینلرزههای 18 ژوئن 2007 کهک و 27 سپتامبر 2010 شمال کازرون با استفاده از تصویرسازی معکوس امواج P دورلرز
Rupture details of 18 June 2007 Kahak and 27 September 2010 North of Kazeroon earthquakes imaged by back-projection of teleseismic P-wave
مهسا چناری
mahsachenari@ut.ac.ir
1
ظاهرحسین شمالی
shomali@ut.ac.ir
2
موسسه ژئوفیزیک دانشگاه تهران
موسسه ژئوفیزیک دانشگاه تهران
یکی از روشهایی که امروزه توجه بسیاری از زلزلهشناسان را جلب کرده است، روش تصویرسازی معکوس (back-projection) در تعیین جزئیات گسیختگی از قبیل گسترش (extension)، سرعت (velocity)، جهت (direction) و مدتزمان گسیختگی (duration) است. توانایی پیادهسازی بر روی داده با باندهای فرکانسی نسبتاً پهن و سادگی نسبی محاسبات از مزیتهای این روش نسبت به روشهای مرسوم تعیین گسیختگی از قبیل روش گسل محدود (finite fault) است. در این تحقیق تصویرسازی معکوس با استفاده از داده ایستگاههای سرعتنگار باند پهن شبکههای لرزهنگاری جهانی که نسبت به رویدادها در فاصله دورلرز (teleseismic) قرار گرفتهاند، برای دو زمینلرزه 18 ژوئن 2007 کهک و 27 سپتامبر 2010 شمال کازرون محاسبه شده است. از آنجا که روش تصویرسازی معکوس بسیار به هندسه آرایه نسبت به رومرکز رویداد حساس است، ابتدا با استفاده از تابع پاسخ آرایه، آرایه با کمترین اثر مصنوعی انتخاب میشود. نتایج نشان میدهد که برای زمینلرزه کهک، جبهه گسیختگی با سرعت متوسط 006/0± ۹/۱ کیلومتر بر ثانیه از جنوب غربی کانون زمینلرزه در مدتزمان 1 ± ۸ ثانیه به سمت شمال شرقی حرکت میکند. ابعاد ناحیه گسیختگی منطقهای با مساحت ۵/۳۹ کیلومترمربع را پوشش میدهد. نتایج برای زمینلرزه شمال کازرون سرعت گسیختگی معادل با 003/0± ۶/۱ کیلومتر بر ثانیه و ناحیه گسیختگی با مساحت تقریبی ۱۹۳ کیلومترمربع را نشان داد. جبهه گسیختگی در مدتزمان 1 ±۱۵ ثانیه از جنوب غربی به سمت شمال شرقی منتشر میشود.
For large earthquakes, rupture characteristics including rupture velocity and fault extension are important parameters that reflect the fault properties and complexities. One of the most important tasks for earthquake monitoring agencies is to determine a finite source rupture model as quickly as possible so that a map of regions with the strongest shaking can be provided to guide emergency response and rescue. In many cases, the epicenter is not the most severely damaged region. One of the recently used methods to image the source and rupture details is back-projection (reverse time migration), which has some advantages comparing to traditional methods such as finite-fault source inversion; since it is much faster (the computation is relatively easier than inversion) and it can be applied to different frequency bands, even high frequencies, and the only a priori information required is a radial velocity model and a hypocentral estimate. In this method, seismic arrays at teleseismic distances are used. Since the back-projection technique is sensitive to the array geometry, array response function (ARF) is used to choose the array with the least artifact. In order to compute the ARF, the process is the same except the fact that the synthetic seismograms are used instead of real seismograms. To investigate the rupture propagation and energy release of two earthquakes, 2007/06/18 Mw 5.9, Kahak, and 2010/09/27 Mw 5.5, north of Kazeroon, a back-projection of teleseismic P-wave with X4 (China) and YP (northeast China) seismic network arrays, vertical component data high-pass filtered at 1.0 Hz are used. It is assumed that the first part of the seismograms is due to the failure at hypocentre and later parts come from rupture front. To determine the rupture propagation that is necessary to know which point in source area has caused the radiation of energy, a grid of points in source area is set. This grid covers most of the aftershocks region. The back-projection analysis used in this study does not have very good depth resolution, so that grid is 2-Dimensional and the depth of grid is constant; hence, the waveforms are stacked at every time window for all grid points and the back-projection method determines which grid points are the source of seismic radiation in each time window of the teleseismic P waves. In this method, seismograms are stacked for grid point to obtain a direct image of the source. Stacking procedures sums the energy that is radiated from the grid point constructively and cancels out other energy patterns present in the seismograms. Resulting maps show the squared amplitudes of the stacks, which are proportional to the radiated high frequency seismic energy. According to the results, for Kahak earthquake, the rupture is in order of 1.9±0.006 km-1 and the rupture front propagates southwest to northeast about 8±1 seconds. For north of Kazeroon earthquake, the rupture velocity is 1.6±0.003 km and the total time of propagation is 15±1 seconds. The back-projection method is usually used to determine slip distribution of large earthquakes using a very dense array. However in this study we show that the back-projection method can even be extended to study moderate size earthquakes.
https://www.ijgeophysics.ir/article_49968_52cf23429d3ceafb71ec1bfdafac2f91.pdf
تصویرسازی معکوس
جزئیات گسیختگی
تابع پاسخ آرایه
زمینلرزه کهک
زمینلرزه شمال کازرون
back-projection
rupture details
Kahak earthquake
north of Kazeroon earthquake
array response function
per
انجمن ملی ژئوفیزیک ایران
مجله ژئوفیزیک ایران
2008-0336
2783-168X
2018-02-20
11
4
40
53
53232
Research Article
ارزیابی دادههای مدلهای اقلیمی CMIP5 در مقابل دادههای مشاهدهای ایران
Assessment of CMIP5 climate models with observed precipitation in Iran
جعفر معصوم پورسماکوش
j.mclimate27@gmail.com
1
مرتضی میری
mmiri@ut.ac.ir
2
فاطمه پورکمر
f.purkamar@gmail.com
3
اقلیم شناسی دانشکده جغرافیا دانشگاه رازی
دانش آموخته اقلیم شناسی دانشگاه تهران
کارشناس ارشد اقلیم شناسی، دانشگاه رازی
با توجه به تغییرات اقلیمی رخداده آگاهی از مقدار و شدت بارش در شرایط حال حاضر و آینده بهویژه در مناطق خشک و نیمهخشک مانند ایران که همواره از کمبود آب رنج میبرد، بسیار ضروری است. ازاینرو پژوهش پیش رو با هدف ارزیابی دقت دادههای بارش مجموع مدلهای CMIP5 طی دوره پایه (2005-1985) و همچنین دادههای پیشبینیشده برای آینده ایران (2050-2005) تدوین شده است. در این راستا دادههای بارش 8 مدل (BCC-CSM1.1، CCSM4، CESM1-BGC، CESM1-CAM5، CMCC-CM، EC-EARTH، MIROC5 و MIR- CGCM3) با استفاده از آمارههای نظیرRMSE, BIAS, EF و... بررسی شدند. نتایج حاصل از ارزیابی دقت 8 مدل مورد مطالعه نشان داد که مدلهای بررسی شده از توانایی بالایی در برآورد بارش کشور برخوردار نیستند و با توجه به نتایج آمارههایی نظیر ضریب همبستگی (r) و شیب خط (slope) از دقت متوسط تا ضعیفی برخوردارند. با وجود این مدلهای BCC-CSM1.1 و CCSM4 نسبت به سایر مدلها در پهنه ایران از دقت بالاتری برخوردار هستند. بر اساس نتایج شاخصهایی که میزان توافق سریهای زمانی و اختلافات مدلها را ارزیابی مینمایند، میتوان گفت که گرچه مدلهای مورد استفاده در محاسبه مقدار بارش کشور با دقت مناسب، توانایی بالایی ندارند اما بهخوبی دورههای زمانی بارش را برآورد و توانایی مناسبی در تشخیص افتوخیزها و روندهای بارش در اکثر نقاط کشور را دارند. نتایج صحتسنجی بارش آینده دو مدل منتخب نیز همسو با نتایج ارزیابی دادههای مدل میباشد. در مجموع صحت پیشبینیها در نیمه شمالی (بهجز سواحل خزر) بیش از نیمه جنوبی است. نتایج حاصل از روند بارش مدل CCSM4 تحت دو سناریو 4.5 و 8.5 نشان داد که روند تغییرات بارش آتی کشور برای هیچ منطقهای معنادار نخواهد بود و شیب روند در حد ضعیف تا متوسط است. بر اساس هر دو سناریو روند بارش در جنوب شرق، شمال شرق، گوشه شمال غرب و شرق خزر منفی و در نواحی مرکزی و برخی استانهای غربی (همدان، مرکزی و چهارمحال و بختیاری) مثبت خواهد بود.
The changes in precipitation that depend on future climatic changes highly affect environmental processes and the use of ecosystem services, especially water sources. Because providing necessary material for human beings is mostly dependent on water sources, the reliable prediction of precipitation and water sources, affected by climate change, is of considerable importance. Nowadays, there are centers and various models worldwide that simulate the state of future climate of the earth by different scenarios, e.g., the scenario of release physical and computational structure. Simulations of world climate models have been archived by CMIP project, which are regarded as one of the most important sources to study the climate condition of the 21st century. The simulations from models of general atmospheric circulation, which is a part of CMIP5, are as the basis for the conclusions of international committee related to future climatic changes. The data can be used to assess future climatic changes in local or regional scales, whether directly or after presenting downscale. Although the predictions of general circulation models are reliable enough, ignoring some important features of each region, especially developing countries and the ones with high environmental diversity like Iran, make the data of these models need accurate assessment in various spatial and temporal scales. Therefore, the present study aims to assess the accuracy of precipitation data from eight models (BCC-CSM1.1, CCSM4, CESM1-BGC, CESM1-CAM5, CMCC-CM, EC-EARTH, MIROC5and MIR- CGCM3) of general atmosphere circulation according to high spatial accuracy for Iran applying statistical tests. Statistic indices like R, R^2, RMSE, BIAS, EF, NARMSE, SLOPE, and IA were applied to choose the most appropriate model, out of eight, up close to real data of the country.The findings reveal that Although the models used to calculate rainfall has not high reliability, but also it is too weak to estimate the stations’ extreme events. Besides, in a similar study, Hidalgo and Alfaro (2014) believe that most of the CMIP5 models have low ability to estimate the precipitation of central regions of the USA. Regionally, output accuracy for north-eastern and western regions is more than other parts of the country. Besides, the accuracy for coastal regions of Iran (Oman and Caspian) is very low and practically useless, which is due to the special geographical condition and the contrast of land and water in these regions. In fact, the assessment of future precipitation output of these models under scenario 4.5 and 8.5 presents the same findings; the correctness of predictions in northern half (except for Caspian beaches) is more than the southern half. Scenario 4.5 shows better results in northeast and west while scenario 8.5 shows better results in southern beaches, especially southeast of the country. The findings from the process of precipitation from CCSM4 model, under scenarios 4.5 and 8.5, show that the process of future precipitation changes will not be significant for any region and the slope is from weak to average.
https://www.ijgeophysics.ir/article_53232_e34b6623a5d356b154f7bfd827680a56.pdf
مدلهای CMIP5
آزمونهای آماری
روند
بارش
ایران
CMIP5 models
statistical tests
Process
Precipitation
Iran
per
انجمن ملی ژئوفیزیک ایران
مجله ژئوفیزیک ایران
2008-0336
2783-168X
2018-02-20
11
4
54
66
53685
Research Article
برآورد بهینه و محلی محتوای الکترونی قائم با استفاده از مشاهدات کد
Regional and optimal estimation of total electron content using pseudorange observations
صالح مافی
saleh.mafi@gmail.com
1
طه صادقی چورسی
taha.sadeghi@gmail.com
2
سعید فرزانه
farzaneh@ut.ac.ir
3
دانشکده مهندسی نقشه برداری و اطلاعات مکانی دانشگاه تهران
دانشکده مهندسی نقشه برداری و اطلاعات مکانی دانشگاه تهران
دانشکده مهندسی نقشه برداری و اطلاعات مکانی، گروه مهندسی ژئودزی
محتوای کلی الکترون یکی از عناصر کلیدی و مهم برای مشاهده ساختار متغیر یونوسفر است. سیستم تعیین موقعیت جهانی یک ابزار مفید و مقرونبهصرفه در پیشبینی محتوای الکترونی از طریق گیرندههای زمینی است. در این تحقیق با استفاده از مشاهدات کد سیگنالهای سیستم تعیین موقعیت جهانی، مقدار محتوای الکترونی قائم در یک ایستگاه محاسبه و روشی برای مدلسازی محلی و دقیق این کمیّت ارائه میشود. برای این منظور با استفاده از مشاهدات کد P1 و P2 ترکیب مستقل از هندسه را تشکیل داده و به کمک آن محتوای کلی الکترون، برای هر ماهواره به دست میآید. برای تبدیل محتوای کلی الکترون به محتوای الکترونی قائم میبایست از تابع تصویر مناسب استفاده نمود. در این پژوهش جهت افزایش دقت و کاهش خطاهای سیستماتیک محاسبات از تابع تصویر هندسی استفاده شده است. پس از محاسبه محتوای الکترونی قائم برای هر ماهواره، لازم است که محتوای الکترونی قائم در راستای زنیت ایستگاه محاسبه شود. برای این منظور از یک تابع وزن بهنحوی استفاده شد که دارای نسبت معکوس با زاویه ارتفاعی ماهواره باشد. تابع وزن پیشنهادی بهصورت کاملاً بهینه و با دقت بالایی امکان محاسبه محتوای الکترونی قائم را در راستای زنیت فراهم میآورد. بهمنظور بررسی صحت کار محاسبات، نتایج بهدستآمده با شبکه جهانی محتوای الکترونی قائم مقایسه و نتایج آن بهازای روشهای مختلف محاسبات مانند میانگین وزندار محتوای الکترونی قائم، گزارش شده است. نتایج نشان میدهند که محاسبه محتوای الکترونی قائم به روش پیشنهادی تطابق بسیار خوبی با میانگین وزندار مقادیر محتوای الکترونی قائم رئوس اطراف ایستگاه مورد مطالعه دارند.
Total Electron Content (TEC) is one of the most important factors in monitoring the variable structure of ionosphere. Global Positioning System (GPS) is a useful and affordable instrument in TEC prediction through ground receivers. In this research, Vertical Total Electron Content (VTEC) is calculated in a GPS station using code observations and an approach is introduced for precise, and local modeling of this quantity. For doing this, a geometry-free combination of P1 and P2 observables is made and TEC for every satellite in an epoch is obtained using this combination and Differential Code Biases (DCB) of satellite and receiver. The calculated parameter shows total electron content in the direction of signal propagation in ionosphere layer. Besides, a mapping function is used for transforming TEC to VTEC. For doing this transformation, there are various mapping functions the common examples of which are geometric mapping function and empirical mapping function. In order to increase the precision and reduce systematic errors of calculations, the geometric mapping function is used. After calculation of VTEC for every satellite, it is necessary to obtain the amount of VTEC in zenith direction of the station. For doing this, a weighted function is used that inversely relates to the elevation angle of the satellite. The proposed weighted function provides an optimum and precise formula for calculation of VTEC in zenith direction of the station. In order to investigate the accuracy of calculations, all of the results are compared with the VTEC grids of International GNSS Service (IGS), and finally, the conclusions for every specific method are shown like weighted average, normal average and nearest vertex. In other words, IGS ionospheric products are considered as accurate and precise VTEC and the results are compared with these VTECs. As everybody knows, IGS VTECs are produced in a grid and thus, for calculation of VTEC in a specific point, mathematical approaches like weighted average of VTECs in surrounded vertexes of the point should be used. Conclusions illustrate the calculation of VTEC using proposed approach has a good adaption with the weighted average of VTECs around the Ankara grid station. The other results are also illustrated in diagrams. In addition, the periodic behavior of ionosphere at different times are also modeled, and the method is improved for optimum estimation of VTEC at various times. The only thing that is important is the local nature of this method, which is useful in one cell of IGS ionospheric network only.
https://www.ijgeophysics.ir/article_53685_4537a5e3894a6798c2702073f02ab0be.pdf
محتوای کلی الکترون
محتوای الکترونی قائم
زاویه ارتفاعی ماهواره
سیستم تعیین موقعیت جهانی
Total electron content
vertical total electron content
elevation angle of satellite
Global Positioning System
per
انجمن ملی ژئوفیزیک ایران
مجله ژئوفیزیک ایران
2008-0336
2783-168X
2018-02-20
11
4
67
92
53942
Research Article
مدلسازی تغییرات دامنه و فاز امواج تبدیلیافته نسبت به دورافت و تغییرات نسبت VP/VS
Modeling of amplitude and phase variations of converted waves versus offset and VP/VS ratio
حسین جدیری اکبری فام
h_jodeiri@sut.ac.ir
1
نوید شاد منامن
shmanaman@ut.ac.ir
2
دانشکده مهندسی معدن، دانشگاه صنعتی سهند
دانشکده مهندسی معدن، دانشگاه صنعتی سهند
اطلاعات امواج برشی در تفسیر لرزهای، نقش ارزشمندی را ایفا میکنند. به دلیل هزینه بالا و سختی عملیات ثبت دادههای S-S از طریق برداشت لرزهای 9- مؤلفهای (3D-9C)، از اطلاعات امواج برشی نهفته در امواج تبدیلیافته استفاده شد. در راستای شناسایی هرچه بهتر بازتابهای ناشی از امواج تبدیلیافته میبایست خصوصیات آنها از لحاظ تغییرات دامنه و تغییرات فاز نسبت به دورافت بررسی شود. در این راستا، با استفاده از روشهای مدلسازی پیشرو و ردیابی پرتو، نحوه انتشار انرژی امواج تبدیلیافته در محیطهای همسانگرد و ناهمسانگرد و نیز نسبتهای VP/VS متفاوت در مقاطع لرزهای بررسی شده است. امواج تبدیلیافته که توسط چشمه قائم و گیرندههای افقی و یا چشمه افقی و گیرندههای قائم ثبت شدهاند، پلاریته وارونی در طرفین چشمه خواهند داشت، درحالیکه پلاریته امواج تبدیلیافته ثبت شده توسط چشمه و گیرندههای قائم و یا چشمه و گیرندههای افقی در طرفین چشمه یکسان خواهد بود. برداشت امواج تبدیلی P-Sv نیازمند زوایای تابش بزرگتر از زاویه بحرانی و بنابراین، نیازمند طول برداشت نسبتاً بزرگتری است، ولی بازتاب دامنه بالای امواج تبدیلی Sv-P قبل از زاویه بحرانی اتفاق میافتد. با این حال باید توجه داشت، چون در بازتابندههای افقی زاویه تابش امواج Sv-P با زاویه بازتابش امواج P-Sv برابر است و برعکس، لذا امواج Sv-P و P-Sv در دورافتهای یکسانی ثبت خواهند شد. مدلسازیهای انجام شده نشان میدهند برای بازتابنده افقی با نسبت سرعت متداول 1.7321، حداکثر تبدیل انرژی از موج P به Sv در حدود زاویه تابش 64 درجه و زاویه بازتابش 31 درجه و حداکثر تبدیل امواج Sv-P در حول زاویه تابش 31 درجه و زاویه بازتابش 64 درجه رخ میدهد که بسته به عمق بازتابنده متناسب با دورافتهای متوسط تا بزرگ است. از اینرو، برای ثبت بهتر این امواج میبایست با توجه به عمق سازند مدنظر، از دورافتهای متوسط تا بیشتر استفاده کرد.
Shear wave information plays a valuable role in the interpretation of seismic data and reservoir characterization studies. Due to the high cost and technical difficulties in data recording of full elastic seismic data (3D-9C), using converted waves can be helpful to extract valuable S-wave information. Analysis of the amplitude and phase variations of converted waves with offset would be useful in better identification of converted reflections in the seismic sections and uncertainty reduction in the processing and interpretation of these data. In this regard, by using Zoeppritz equations, the energy distribution of different seismic modes (P-P, S-S, P-Sv, and Sv-P) on the interface of the layers with different acoustic impedances at various incidence angles has been studied. Then, by using forward modeling and ray tracing methods, it should be obtained that how converted waves propagate in isotropic and anisotropic media. Besides, the effect of the Vp/Vs variations in the travel time and amplitude of the converted modes are inspected. For data recorded by receivers oriented in the same direction as the seismic source (both vertical or both horizontal), the polarity of converted waves is the same in the positive and negative offsets. However, if the direction of receivers is perpendicular to the seismic source, the converted waves will have opposite polarities on different sides of the source. Moreover, for primary P-Sv reflections, the largest P-to-S conversion occurs beyond the critical angle that is related to large source-receiver offsets. In contrast, S-to-P conversion significantly appears before the critical angle. However, it should be noted that for the same takeoff angle, the Sv-P and P-Sv waves will be recorded in the same offset, because the P-Sv incidence angle equals the Sv-P reflection angle and vice versa. For example, the synthetic models show that in seismic layers with Vp/Vs = and horizontal reflector, maximum P-Sv conversion occurs at an incidence angle of about 64° and reflection angle of about 31°, while maximum Sv-P conversion occurs around 31° angle of incidence and around 64° angle of reflection. This means that from the viewpoint of source-receiver distance, depending on the intended depth, mid and far offsets data are necessary for good recording of the conversion mode reflections. Moreover, according to Snell law and Zoeppritz equations, in the case of converting Sv to P, the transmitting converted P-wave would have a small amplitude. Hence, in Sv-P studies, only the converted waves with purely Sv incoming and purely P reflection are considered.
https://www.ijgeophysics.ir/article_53942_1294510cdfbc4cd2f82c269ccbaf1c17.pdf
امواج تبدیل یافته
تغییرات دامنه
تغییرات فاز
تغییرات نسبت سرعت VP/VS
امواج Sv-P
امواج P-Sv
converted waves
amplitude variation
phase variation
velocity ratio VP/VS
Sv-P waves
P-Sv waves
per
انجمن ملی ژئوفیزیک ایران
مجله ژئوفیزیک ایران
2008-0336
2783-168X
2018-02-20
11
4
93
106
55997
Research Article
سازوکار گسله پیشانی کوهستان (MFF) زاگرس در طول جغرافیایی 46 تا 5/48 درجه شرقی
Focal mechanism of Mountain front fault (MFF) at a longitude of 46 to 48.5 Degree
ستوده محمدنیا
sotoodemohamadnia@gmail.com
1
محمد رضا عباسی
abbassi@iiees.ac.ir
2
غلام جوان دلویی
javandoloei@iiees.ac.ir
3
محسن ازقندی
mohsen_iiees@yahoo.com
4
پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله
پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله
پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله
پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله
زمینساخت زاگرس به خاطر پوشش لایههای نمک در پوسته بهگونهای است که حتی زمینلرزههای بزرگ نیز بهندرت بهصورت گسیختگی به سطح میرسند و رخنمون دارند. از اینرو عوارض گسلههای فعال بهآسانی امکانپذیر نیست. مناسبترین روش مطالعه گسلهها در اینگونه موارد استفاده از تکنیکهای زلزلهشناسی است. از اهداف مهم مشترک زلزلهشناسان و زمینشناسان پی بردن به سازوکار گسلهها و شناخت گسله مسبّب زمینلرزه است. از اینرو حل سازوکار کانونی به روشهای مختلفی در مناطق گوناگون انجام میگیرد. در این مطالعه با روش شبیهسازی شکل موج اقدام به حل سازوکارهای کانونی زمینلرزهها در پهنه گسله پیشانی کوهستان شده است و به دنبال آن با روش برگردان حلهای صورت گرفته به حل و بررسی وضعیت تنش و شناخت صفحات گسلی منطقه پرداخته شده است. برای تعیین میزان صحت و درستی سازوکارهای کانونی بهدستآمده از روش پلاریته (اولین رسید موج) نیز استفاده شده است. روندهای غالبی که بهعنوان صفحه گسلی همخوان با تانسور تنش انتخاب شده است به دو دسته خاوری- باختری و شمال باختری تقسیمبندی شدهاند. آن دسته از روندهای خاوری- باختری با شیب رو به شمال همخوان با گسله پیشانی کوهستان هستند. همین روندها با شیب رو به جنوب در این منطقه تاکنون به نقشه در نیامده است. روندهای خاوری– باختری خود به دو دسته پر شیب دارای مؤلفه افقی بیشتر و کمشیب با مؤلفه شاقولی بیشتر تقسیم شدهاند.
One of the most seismically active parts of Iran is Zagros area. The basement-involved active fold-thrust belt of the Zagros in southwest Iran is underlain by numerous seismogenic blind basements thrust covered by the folded Phanerozoic sedimentary rocks. The present morphology of the Zagros active fold-thrust belt is the result of its structural evolution and depositional history: a platform phase during the Paleozoic; rifting in the Permian Triassic; passive continental margin (with sea-floor spreading to the northeast) in the Jurassic-Early Cretaceous; subduction to the northeast and ophiolite-radiolarite emplacement in the Late Cretaceous; and collision-shortening during the Neogene.Besides, there are a lot of different faults in Zagros, for example, the Main Zagros Reverse Fault (MZRF), the Main Recent Fault (MRF), the High Zagros thrust belt, the High Zagros Fault (HZF), and Mountain Front Fault (MFF). This study is focused on the last-mentioned one. The MFF flexure is introduced for the first time by Falcon (1961) and then is presented as the mountain front fault by Berberian and Tchalenko (1976)], which delimits the Zagros simple fold belt and the Eocene-Oligocene Asmari limestone outcrops to the south and southwest. The Mountain front fault (MFF), is a segmented master blind thrust fault with important structural topographic, geomorphic and seismotectonic characteristics. Therefore, the study and recognition of seismic parts of Iran are important. The aim of this study is to determine the focal mechanisms of Mountain Front Fault (MFF) at a latitude of 46 to 48.5 degree in Zagros. Due to the salt layers, large earthquakes rarely reach the surface. In such cases, the seismic method is an appropriate tool to understand the faulting mechanisms. By means of focal mechanisms, it is possible to gain information about the fault geometry and its related mechanism. The data used in this study are from International Institute of Earthquake Engineering, and Seismology (IIEES) and Institute of Geophysics of the University of Tehran (IGUT). Because of some wrong relocation, during this study relocated them to reach a well-relocated data base and better results. Getting the focal mechanism of an earthquake can occur in various ways. In this study, first, the waveform modeling by Isola software was used to find the focal mechanisms. To determine the accuracy of focal mechanism solutions obtained by waveform modeling, the polarity method was used to solve focal mechanisms. Besides, some of these earthquakes have also been reported by CMT. After determining focal mechanism solutions with the stated method, they were compared with CMT, and all the focal mechanism were mapped in the area so that the trend of this part of MFF can be recognized better. Because there are many earthquakes in this area, a reliable decision can be made. By looking at the maps, it is easily understandable that the trend in this part is obviously EW. Finally, the prevailing trend that obtained in the study area is found. Most of these earthquakes are trending EW. The study of 31 focal mechanisms in the area has permitted to constrain the faulting mechanism of MFF.
https://www.ijgeophysics.ir/article_55997_62f8cea9ce4d4d7ec238680c8cf19db5.pdf
سازوکار کانونی
مدلسازی شکل موج
وضعیت تنش
گسله پیشانی کوهستان
زاگرس
focal mechanism
mountain front faulting (MFF)
state of stress
waveform modeling
Zagros
per
انجمن ملی ژئوفیزیک ایران
مجله ژئوفیزیک ایران
2008-0336
2783-168X
2018-02-20
11
4
107
122
54202
Research Article
توسعه پارامترسازی طول زبری در لایه سطحی جو- اقیانوس بر اساس دادههای اندازهگیری
Expansion of roughness length parameterization in the ocean surface layer based on measured data
احمد ذادق آبادی
zadeghabadi.stu@hormozgan.ac.ir
1
حسین ملکوتی
malakooti@hormozgan.ac.ir
2
علی محمدی
mohammadi.a@ut.ac.ir
3
گروه علوم غیر زیستی جوی و اقیانوسی، دانشکده علوم و فنون دریایی، دانشگاه هرمزگان
گروه علوم غیر زیستی جوی و اقیانوسی، دانشکده علوم و فنون دریایی، دانشگاه هرمزگان
موسسه ژئو فیزیک دانشگاه تهران
رفتار ضریب پَسار با افزایش سرعت باد نقش تعیینکنندهای در تبادلات سطحی ایفا میکند. تحقیقات صورت گرفته در دهه اخیر نشان میدهد روی محیط دریایی در شرایطی که سرعت باد تراز 10 متر از آستانه 30 متر بر ثانیه بیشتر میشود، ضریب پَسار کاهش یافته یا حداقل ثابت باقی میماند. بهمنظور پارامترسازی درست ضریب پَسار، امروزه از دادههای تجربی برای برازش رابطه ارتفاع زبری استفاده میشود که از این بین میتوان تحقیقات جامع ادسون و همکاران (2013) را نام برد. آنها با استفاده از مقادیر اندازهگیری شده سرعت اصطکاکی و ارتفاع زبری، رابطهای خطی برای ضریب چارنوک (ضریب جمله توان دوم سرعت اصطکاکی در رابطه چارنوک) ارائه نمودند. به دلیل استفاده از کلیه اطلاعات اندازهگیری شده در محاسبه ارتفاع زبری، رابطه ضریب چارنوک برازش داده شده از دقت خوبی برخوردار است. در این پژوهش از یک برازش مرتبه دوم تا سرعت 30 متر بر ثانیه بر روی دادههای اندازهگیری شده ادسون و همکاران استفاده شد. این برازش موجب شد که بازه اندازهگیری شده سرعت باد از 7 تا 18 متر بر ثانیه در ادسون و همکاران (2013) به 5 تا 23 متر بر ثانیه در این پژوهش افزایش یابد. بهمنظور شبیهسازی کاهش یا ثابت باقی ماندن ضریب پَسار در سرعتهای بالاتر از 30 متر بر ثانیه از یک برازش خطی کاهشی در این بازه از سرعت باد استفاده شده است. برازش خطی کاهشی بهگونهای که در سرعت 90 متر بر ثانیه ضریب چارنوک صفر میشود. از نتایج مهم پژوهش حاضر این است که افزایش سریع ضریب چارنوک در سرعتهای باد بیشتر از 30 متر بر ثانیه مهار شده و روند افزایش ضریب پَسار با سایر تحقیقات منطبق شده است. در واقع در این پژوهش، نقص عمده روش ادسون و همکاران (2013) در سرعتهای بالای باد برطرف شده است.
Charnock scheme is known as the most widely used method to calculate the flux exchange in the ocean surface layer. Due to the simplicity of the application and run with minimum meteorological data, it is one of the most popular schemes in the surface layer. Edson et al. (2013) introduced the method of variable coefficients for the Charnock relationship and used data collected from four oceanic field experiments for this purpose. They have introduced a linear regression equation among neutral wind speeds at 10 m (U10N) in range of 7 to 18 m/s with coefficients of Charnock relation. This proposed linear equation is considered by the investigators in the recent versions of 3.8 and 3.9 of the WRF model and is evaluated in some cases. This scheme is considered as the default for the calculation of surface fluxes. The applicability of this method only for U10N between 7 and 18 m/s is known as a disadvantage of this scheme. In this study, the aforementioned problem (U10N limitation) was considered, and neutral wind velocity at 10 m was fitted measured data of Edson in a range of 5 to 30 m/s by a second-order function. However, the average error in second-order fitness has slightly increased, but considering speeds of 18 to 30 m/s can cover a slight decrease in fitness accuracy. For U10N higher than 30 m/s, according to a large number of studies in the field of reducing or fixed drag coefficients at speeds above 30 m/s, the assumption of reducing the Charnock coefficient was studied for U10N more than 30 m/s. The Charnock coefficient was assumed at U10N higher than 30 m/s would decrease linearly with increasing wind speed and eventually reach zero at 90 m/s. Due to the lack of physical interpretation for zeroing the Charnock coefficient at 90 m/s, the maximum U10N of 80 m/s is considered, which is equal to 0.005 for the value of the Charnock coefficient. Modification of the Edson et al. (2013) scheme in this paper has led to a reduction in the growth rate of the drag coefficient. The main results of the present research are that even with zeroing the Charnock coefficient at 90 m/s and taking into account the maximum U10N at 80 m/s in the Edson et al. scheme, the reduction in drag coefficient at U10N more than 30 m/s cannot be created. Therefore, if future measurements suggest additional flux production at U10N higher than 30 m/s for the Edson et al. scheme, stronger strikes are needed to reduce roughness length, and the decreasing trend does not occur in the drag coefficient even with zeroing the Charnock coefficient. Therefore, it is seen that adding ocean spray effects to well-known schemas such as Charnock has many problems. In this study, although the main defects of the Edson et al. scheme (Quasi-exponential growth of the drag coefficient with increasing wind speed) have been resolved, more field measurements will be required for the scheme verification proposed in this paper.
https://www.ijgeophysics.ir/article_54202_b584820f6538f8566429dbd52f965408.pdf
پارامترسازی ارتفاع زبری
ضریب پَسار
سرعت اصطکاکی
مدل کپهای
roughness length parameterization
Drag coefficient
friction velocity
bulk model
per
انجمن ملی ژئوفیزیک ایران
مجله ژئوفیزیک ایران
2008-0336
2783-168X
2018-02-20
11
4
123
145
54471
Research Article
روش تصویرسازی سریع مقاومت ویژه پسبینی برای دادههای دو بعدی مقاومت ویژه الکتریکی
Back projection resistivity fast imaging technique for 2D electrical resistivity data
عطا اسحق زاده
eshagh@alumni.ut.ac.ir
1
علیرضا حاجیان
dralirezahajian@gmail.com
2
موسسه ژئوفیزیک دانشگاه تهران
گروه فیزیک، واحد نجف آباد، دانشگاه آزاداسلامی
در این مقاله بهمنظور به دست آوردن سریع یک تصویر مقاومت ویژه زیرسطحی تقریبی از منطقه تحت مطالعه و بهعنوان یک مدل اولیه در روش وارونسازی جهت کاهش ابهامات، روش تصویرسازی مقاومت ویژه پسبینی بهعنوان یک روش وارونسازی سریع دادههای دو بعدی بررسی میشود. ابتدا وارونسازی خطی ماتریس مقادیر مقاومت ویژه ظاهری با حل حداقل مربعات با یکبار تکرار حاصل میشود. سپس، بر اساس نتایج بهدستآمده، یک فیلتر همبستگی به ماتریس ژاکوبین، با هدف کاهش یکنواختی اعمال میشود و وارون حداقل مربعات میرای خطی تکرار میشود تا نتیجه نهایی به دست آید. این روش تصویربرداری سریع را میتوان برای حصول سریع نتایج مقدماتی مورد استفاده قرار داد. روش مدلسازی وارون مطرح شده در این مقاله برای دادههای مقاومت ویژه ظاهری دو مدل مصنوعی محاسبه شده با چهار آرایه ونر- شلومبرژه، ونر، دوقطبی- دوقطبی و قطبی- دوقطبی مورد بررسی قرار میگیرد و با نتایج حاصل از وارونسازی استاندارد کمترین مربعات نرمافزار RES2DINV مقایسه میشود. نتایج حاصل از تصویرسازی مقاومت ویژه پسبینی نشان میدهند که این روش برای دادههای مقاومت ویژه ظاهری آرایههای ونر- شلومبرژه و ونر عملکرد بهتری ارائه میدهند. بر این اساس، دادههای واقعی مقاومت ویژه ظاهری اندازهگیری شده با آرایه ونر- شلومبرژه جهت تصویرسازی یک لوله بتنی انتقال آب با روش ذکر شده مورد تحلیل قرار گرفت که عمق مرکز لوله در حدود 8/1 متر تخمین زده میشود.
Electrical resistivity techniques are well-established and applicable to a wide range of geophysical problems. 2D resistivity measurements can give information about both the lateral and vertical variations of the subsurface resistivity and can be used in a qualitative fashion for the identification of the structure and depth of masses. The resistivity inverse problem involves constructing an estimate of a subsurface resistivity distribution, which is consistent with the experimental data. This is a fully non-linear problem and its treatment involves iterative full matrix inversion algorithms, which can give good quality results. The back-projection resistivity technique (BPRT) can be applied to a set of apparent resistivity measures to quickly obtain an approximate image of the resistivity distribution of the investigated volume. This technique is based on the consideration that a resistivity perturbation in a point element (voxel) of a bounded region produces a change in voltage thus an apparent resistivity anomaly at the surface of the region, according to a sensitivity coefficient. The value of the coefficient is dependent on the position of the voxel considered in respect of both the current and the voltage dipoles, in agreement with the sensitivity theorem of Geselowitz. This consideration suggests that it is possible to correlate all the measured resistivity values, weighted by the appropriate sensitivity coefficients to each voxel of the investigated volume and to estimate the resistivity value of each cell of the model using a weighted summation of the apparent resistivity measurements. The BPRT considering a two-step approach. Initially, a damped least squares solution is obtained after a full matrix inversion of the linearized geoelectrical problem. Furthermore, on the basis of the results, a subsequent filtering algorithm is applied to the Jacobian matrix, aiming at reducing smoothness, and the linearized damped least square inversion is repeated to get the final result. This fast imaging technique aims at increasing the resistivity contrasts, and practically, since it does not require a parameter set optimization, it can be used to easily obtain fast and preliminary results. The procedure proposed in this work consists of four steps: (1) Evaluation of sensitivity matrix B, (2) Inversion of matrix B using a damped LSQR solution, (3) Recalculation of a filtered Jacobian matrix B‘ obtained by means of a correlation filter, (4) Inversion of the filtered sensitivity matrix. The proposed technique is tested on resistivity synthetic data from the Schlumberger, Wenner, Dipole-dipole and Pole-pole arrays, the objective of which is to find the optimal parameter set. The synthetic tests carried out with 2D data suggested that a good compromise for 2D inversions is to choose 𝜆 for the Schlumberger, Wenner, Dipole-dipole and Pole-pole arrays, 0.1, 20, 1 and 0.5, respectively. Furthermore, all the synthetic tests carried out with 2D data suggested that a good compromise for 2D inversions is to choose 𝜒 ≈ 5. The approximate images using the BPRT inverse modeling for all synthetic data, with and without random noise, is compared with the least square inversion by RES2DINV software. Finally, a field case is discussed, and the comparison between the back-projection and inversion is shown.
https://www.ijgeophysics.ir/article_54471_2e8f6758d40bc27d2c6eb13675ebbe38.pdf
حداقل مربعات
روش تصویرسازی مقاومت ویژه پسبینی
فیلتر همبستگی
Back-projection resistivity technique (BPRT)
correlation filter
least square
per
انجمن ملی ژئوفیزیک ایران
مجله ژئوفیزیک ایران
2008-0336
2783-168X
2018-02-20
11
4
146
163
54789
Research Article
ارزیابی مدل برف طرحواره سطح NOAH-MP جفتشده با مدل منطقهای WRF در بارشهای سنگین برف در شمال و غرب ایران
The evaluation of snow model in NOAH-MP coupled with WRF model during the periods of heavy snow over the northern and western regions of Iran
مهرانه خدامرادپور
mkhodamorad@basu.ac.ir
1
پرویز ایران نژاد
piran@ut.ac.ir
2
سمیرا اخوان
s.akhavan@basu.ac.ir
3
خالد بابایی
khaled.babaei@gmail.com
4
گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلی سینا
مؤسسه ژئوفیزیک دانشگاه تهران
گروه علوم مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلی سینا
آب منطقه ای کردستان
کسر پوشش برف، به دلیل افتوخیزهای شدید زمانی و مکانی، ضریب آلبیدوی بالا و رسانایی حرارتی بسیار کم نقش مهمی را در پارامترهسازی برف در طرحوارههای سطح بر عهده دارد. این تحقیق به ارزیابی مدل برف طرحواره سطح NOAH-MP جفتشده با مدل WRF با فاکتور ذوب برف پیشفرض مدل میپردازد. منطقه مورد مطالعه نواحی شمالی (استانهای اردبیل، گیلان و مازندران) و غربی ایران (استانهای کردستان و همدان) است که به پنج ناحیه جنگلی، مرتع، پست و کمارتفاع و کوهستانی با شیبهای کم و زیاد تقسیم شد. مدل با گام مکانی 15 کیلومتر و 5 کیلومتر برای شبکههای مادر و داخلی، در بارشهای برف سنگین در زمستان سالهای 2013 و 2014 اجرا شد و تصاویر روزانه سنجنده مودیس برای ارزیابی کسر پوشش برف استفاده شد. مدل در برآورد کسر پوشش برف و عمق برف در نواحی پست و کمارتفاع با بالاترین ضرایب کارایی (بهترتیب 64/0 و 37/0) و همبستگی (82/0 و 69/0)، کوچکترین خطای اریبی (4/2- و cm1/3-) و میانگین مطلق خطا (9/4 و cm5/6) بهترین عملکرد را دارد؛ درحالیکه در برآورد کسر پوشش برف در نواحی مرتع و کوهستانی با شیب زیاد و عمق برف در نواحی جنگلی و کوهستانی با شیب زیاد، با منفی بودن ضریب کارایی، ناموفق است. عملکرد نسبی مدل در پیشبینی وقوع بارش برف در اکثر نواحی، بهجز ناحیه مرتع با سطح مهارتی مناسب، در سطح مهارتی خوب است. مدل در برآورد کمینه دمای هوا در تمام نواحی، با مثبت بودن ضریب کارایی (محدوده 29/0 تا 88/0)، موفق است. نتایج این پژوهش بیانگر موفقیت مدل WRF-NOAHMP در پیشبینی کمینه دمای هوا در تمام نواحی است؛ درحالیکه هنوز هم در پارامترهسازی کسر پوشش برف و عمق برف در نواحی کوهستانی با توپوگرافی پیچیده و دارای سطح ناهمگن و پارامترهسازی برف تاج پوشش گیاهی دارای عدم قطعیت بالایی است.
Land surface schemes have considerable significance in the regional climate models. Due to their role in both surface’s energy and water budget, snow processes are among the most important components of the surface schemes. Snow cover fraction, because of extreme temporal and spatial changes and various features, including high albedo coefficient and very low conductivity, plays an important role in the snow models. This research evaluates snow parameterization in the Advanced Weather Research and Forecasting model (WRF) coupled with the NOAH-MP as a land surface scheme, improved NOAH scheme, through the advanced canopy, snow, and runoff modeling. The snow cover fraction of this scheme is estimated through the hyperbolic tangent relationship between snow height, snow density, and snow melt factor. The snowmelt factor in this model is pre-determined as one since its calibration is difficult due to the lack of access to the observational data at weather stations, using satellite images, and lack of images at most of the snowfall time periods because of the cloud coverage in most parts. For this reason, in this research, the snow cover fraction is evaluated with the default snowmelt coefficient of the model. The WRF-NOAHMP model runs in two separate zones, the northern (Ardebil, Gilan, and Mazandaran provinces) and the western (Kurdistan and Hamedan provinces) regions of Iran, through one-way nesting method with the spatial resolution of 15 kilometers and 5 kilometers for mother and inner domains and during the several periods of heavy snow in the winter of 2013 and 2014. The daily Modis images of the Terra Satellite were used to evaluate the snow cover fraction. Based on the digital elevation model and land use maps, the study area is categorized into five areas, including forests, rangelands, low lands, and mountainous regions with high and low slopes. The WRF-NOAHMP model is successful in predicting the snow cover fraction in most areas, except mountainous areas with high slopes and rangeland areas; however, the model’s best performance is for low lands due to the highest efficiency coefficient (0.64), the smallest Bias error (-2.4), and Mean Absolute Error (9.4). Moreover, the skill level of the model’s performance (using the area under ROC curve) is good in predicting snowfall in most areas, except for the rangeland area. The WRF-NOAHMP is unsuccessful in estimating the snow depth in forests and mountainous areas with high slopes due to the negative efficiency coefficient, while it has the highest efficiency in estimating snow depth in low lands and mountainous areas with a low slope. Evaluation of the simulated minimum temperature by the model indicates the model’s success in estimating the minimum temperature in all studied areas because of the positive efficiency coefficients. The results of this study show the success of the WRF-NOAHMP in the prediction of the minimum temperature in different regions, while it still has a great deal of uncertainty in the parameterization of the snow cover fraction and the snow depth in mountainous areas with complex topography and areas with surface heterogeneity as well as the parameterization of the snow canopy.
https://www.ijgeophysics.ir/article_54789_047976cfd884f87546c826cd5626f10d.pdf
کسر پوشش برف
طرحواره سطح NOAH-MP
مدل WRF
snow cover fraction
NOAH-MP land surface scheme
WRF