شبيه سازي جت سطوح پايين(LLJ) توسط طرح واره هاي مختلف لايه مرزي مدل WRF_Chem در گردوخاك محلي استان خوزستان

Low-level Jet (LLJ) Simulation by Different WRF_Chem Boundary Layer Schema in Khuzestan province

جت هاي سطوح پايين در شكل گيري توفان هاي گردوخاك در مناطق خشك نقش كليدي دارند. هدف از اين مطالعه بررسي توانايي مدل WRF_Chem در شبيه سازي جت سطوح پايين و تعيين معيارهاي آن در شكل گيري گردوخاك محلي استان خوزستان مي باشد. به اين منظور گردوخاك رخ داده در طي روزهاي 13 و 14 مارس 2012 انتخاب شد. ساختار همديدي و ميدان باد با استفاده از داده هاي ERA-Interim تحليل شد. شبيه سازي نيز با طرح واره گردوخاك GOCART و AFWA و طرح واره لايه مرزي با حروف اختصاري ACM,Bo, MYN, MYJ,UW و YSU انجام شد. نتيجه حاصل نشان داد كه جت سطوح پايين در ايستگاه هاي واقع شده در سمت راست بيشينه باد شكل گرفته و شكست آن درميانه روز منجر به افزايش سرعت باد ده متري تا 13 متر بر ثانيه و انتشار گردوخاك محلي مي شود. درشبيه سازي معيارهاي جت سطوح پايين شامل سرعت باد 20 تا 23، برش مثبت باد بين 8 تا 18 و برش منفي 4 تا 13 متر بر ثانيه تعيين شد. مدل WRF_Chem جت هاي قوي تر نسبت به داده هاي ERA_I بر آورد نمود. درصحت سنجي مدل ضريب همبستگي سرعت باد ده متري 83/0 و 7/0 و PM10 سحطي 68/0 و 72/0 براي گردوخاك GOCARTو AFWA در طرح واره ي MYN به دست آمد. هماهنگ ترين تغييرات شبانه روزي PM10 سطحي با طرح واره لايه مرزي MYN و طرح واره گردوخاك AFWA به دست آمد كه به عنوان بهترين طرح واره در شبيه سازي گردوخاك محلي تعيين شد.

Low-level Jets play a key role in the formation of dust storms in arid regions. The purpose of this study was to investigate the ability of the WRF_Chem model to simulate low-level jet and determine its criteria in local dust formation in Khuzestan province. For this purpose, dust was selected during March 13 and 14, 2012. The synoptic structure and wind field were analyzed using ERA-Interim data. The simulation was also perfoed with dust shceme GOCART and AFWA and planetary boundary layer scheme ACM, Bo, MYN, MYJ, UW and YSU. Wind profiles with LLJ characteristics were illustrated of those stations that located to the right of the maximum wind 925 hPa . The LLJ broke in the mid-day results in a increasing surface wind speed up to 13 1 ms− and local dust emissions. The model simulated low-level jet metrics, including wind speeds 20 to 23, positive wind shear between 8 and 18 and negative shear 4 to 13 1 ms− .The WRF_Chem model simulated stronger LLJ than the ERA_I data. The correlation coefficients of 0.83 and 0.7 for surface wind speed and of 0.68 and 0.72 for PM10 obtained by MYN scheme with GOCART and AFWA models, respectively. The most matching daily variation of PM10 was obtained with the MYN boundary layer and the AFWA dust scheme. The MYN boundary layer scheme was chosen as the best scheme for local dust simulation in this dust strom. However, all of the schemes showed a surface PM10 concentration of more than PM10 observations.