ارزیابی داده‌گواری وردشی سه بعدی در کاهش حساسیت شبیه‌سازی طوفان گونو به محدوده‌های انتخابی

نوع مقاله: مقاله تحقیقی‌ (پژوهشی‌)

نویسندگان

1 گروه علوم غیرزیستی جوی و اقیانوسی، دانشکده علوم و فنون دریایی، دانشگاه هرمزگان، بندرعباس، ایران

2 گروه علوم غیر زیستی جوی و اقیانوسی، دانشکده علوم و فنون دریایی، دانشگاه هرمزگان، بندرعباس، ایران

3 گروه علوم غیر زیستی جو و اقیانوس، دانشکده علوم و فنون دریایی، دانشگاه هرمزگان، بندرعباس، ایران

4 پژوهشکده هواشناسی، تهران، ایران

چکیده

ووابستگی مدل‌های عددی به محدوده‌ی انتخابی، بر دقت نتایج پیش‌بینی‌ و شبیه‌سازی‌ توفان‌های حاره‌ای تاثیرگذار است. در این مطالعه در بخش اول با استفاده از مدل WRF به تعیین حساسیت شبیه‌سازی مسیر و شدت توفان حاره‌ای گونو به محدوده‌‌های انتخابی پرداخته شد و در بخش دوم عملکرد داده‌گواری وردشی سه بعدی در کاهش وابستگی حساسیت شبیه‌سازی این توفان به محدوده‌های انتخابی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج در بخش اول نشان می‌داد که علی‌رغم تفاوت کم در انتخاب محدوده‌های انتخابی، مسیر‌های شبیه‌سازی شده دارای اختلاف زیادی با هم بودند. نتایج در بخش دوم نشان می‌داد که با استفاده از داده‌گواری داده‌های ماهواره‌ای و همدیدی موجود در زمان شروع مدل، کیفیت داده‌های حدس اولیه به اندازه قابل توجهی ارتقا پیدا کردند. از اینرو دقت مسیر‌های شبیه‌سازی شده در همه‌ی محدوده‌های انتخابی ارتقا پیدا کرد و باعث کاهش حساسیت شبیه‌سازی توفان حاره‌ای گونو به محدوده‌ی انتخابی شد. صرف نظر از اختلاف زیاد در مسیرهای شبیه‌سازی شده (خصوصاً در حالت بدون استفاده از داده‌گواری) که به نوبه‌ی خود بر شدت توفان پیش‌بینی شده تاثیرگذار است، در همه‌ی شبیه‌سازی‌های انجام شده، شدت توفان در زمان اوج آن در مقایسه با دادهای مرجع سازمان هواشناسی هند (IMD) ، بیشتر و در مقایسه با داده‌های مرجع مرکز مشترک هشدار توفان (JTWC) ، کمتر پیش‌بینی شد. همچنین، از آنجاییکه دمای سطح دریا تاثیر قابل توجهی بر شدت شبیه‌سازی توفان دارد، مدل WRF جفت شده با یک مدل اقیانوسی جهت تعیین مقدارهای دقیق دمای سطح دریا در طول مدت شبیه‌سازی می‌تواند بر دقت نتایج این مطالعه خصوصاً شدت توفان بیافزاید.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Evaluation of three-dimensional variational assimilation on reducing the sensitivity of super cyclone GONU simulation to selective domains

نویسندگان [English]

  • Mehryar Alimohammadi 1
  • Hossein Malakooti 2
  • Maryam Rahbani 3
  • Majid Azadi 4
1 Department of Marine and Atmospheric Science (non-Biologic), Faculty of marine science and technology, University of Hormozgan, Bandar Abbas, Iran
2 Department of Marine and Atmospheric Science (non-Biologic), Faculty of marine science and technology, University of Hormozgan, Bandar Abbas, Iran
3 Department of Marine science and technology, University of Hormozgan, Bandar Abbas, Iran
4 Atmospheric Science and Meteorological Research Center (ASMERC), Tehran, Iran
چکیده [English]

The dependence of numerical models on the selected domain, in turn, affect the accuracy of prediction and simulation of Tropical Cyclones (TCs) and is considered as a very serious challenge. In this study, in the first part, the WRF model was used to determine the sensitivity of the track and intensity of TC GONU to a selective domain. In the second part, the performance of assimilation 3D in order to reduce the dependence of the sensitivity of the TC Gonu simulation to the selective domains was evaluated. The Gonu was the strongest TC occurred over the Arabian Sea. The peak intensity of TC Gonu was estimated 140 knots and 130 knots by Joint Typhoon Warning Center (JTWC) and India Meteorology Department (IMD), respectively. Four domains were separately selected. All of the simulations in this study were initialized at 00 UTC 2 June for six days. In all simulations, authors used the data from NCEP global final analysis (FNL) on a 1.0°×1.0° grid to provide initial and boundary conditions. The results in the first section showed, despite the little difference in selective domains, the simulated tracks differed compared with each other, considerably. For performing simulations in the second part, the QSCAT, BUOY, METAR, SHIPS, SONDE, and SYNOP data to number 2064, 30, 63, 18, 37, and 208, respectively were used. The results in the second part showed that assimilation of the satellite and synoptic data at the time of the start of the model lead to improving quality of the first guess data. Therefore, the accuracy of simulated tracks in all selected domains was enhanced and reduced the sensitivity of TC Gonu simulation to the selected domain. Regardless of the great difference in simulated tracks, especially in the case of no use of assimilation, which in turn influences the intensification of the TC, in all of the simulations, the simulated intensity during the intensity peak of the TC is higher compared with the IMD reference data and is less compared with JTWC reference data. Since during the simulations, the sea-temperature temperature has been used constantly and on the other hand, the exact values of sea-surface temperature have a significant impact on the intensity of the TC simulation, The WRF model coupled with an ocean model for accurate determination of sea surface temperature during simulation can improve the accuracy of the results of this study. There is, of course, another way to improve the quality of the results, when results depend on the selective domains. For every domain, one simulation is performed and the average of the simulations are considered (ensemble forecast). The high amount of time spent in this method is considered as serious trouble. It should be noted that in regional models, the sensitivity of simulations to the selected domains is also highly dependent on the boundary conditions, which should be considered.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Tropical Cyclone
  • Gonu
  • Data assimilation
  • WRF