مطالعه موردی تاثیر هواویزها بر ویژگی های ابر و بارش در شرایط رطوبت نسبی متفاوت

چگونگی تاثیر هواویزها بر خردفیزیک ابر و بارش با استفاده از طرح واره دومولفه ای خردفیزیک ابر تامپسون در مدل WRF برای یک سامانه همرفتی در آوریل 2019 در شمال ایران بررسی شده است. داده های مربوط به هواویزها از مدل جهانیGOCART  استخراج و سه آزمایش عددی انجام شده است. در اجرای کنترلی، از غلظت هواویزهای استخراج شده بی هیچ تغییری در مدل WRF استفاده شده است. در اجرای آلوده، تعداد هواویزهای آب دوست در نقاط شبکه ای که هواویز وجود دارد، پنج برابر افزایش یافته است. در آزمایش آلوده- مرطوب، تعداد هواویزها مشابه آزمایش آلوده است، ولی در نقاطی از شبکه که رطوبت نسبی بین 0 تا 90 درصد است، این تعداد به میزان 10 درصد افزایش یافته و در نقاطی از شبکه که رطوبت نسبی آن بین 90 تا 100 درصد است، به 100 درصد رسیده است. بیشترین مقادیر بلور یخ در آزمایش آلوده- مرطوب شبیه سازی شد. با افزایش رطوبت نسبی و تعداد هواویزها، هسته زایی بیشتر قطرک های ابر صورت می گیرد و درنتیجه، گرمای نهان میعان بیشتری آزاد می شود که موجب افزایش رشد قایم ابر و افزایش هسته زایی یخ و بنابراین تولید بیشتر بلورهای یخ می شود. ارتفاع پایه ابر با افزایش تعداد هواویزهای آب دوست افزایش می یابد، اما ارتفاع پایه ابر در شبیه سازی آلوده- مرطوب نسبت به دو شبیه سازی دیگر پایین تر است که دلیل آن، میعان بیشتر بخار آب روی ذرات هواویز و آزاد شدن گرمای نهان و در نتیجه، تقویت همرفت است. در آزمایش آلوده نسبت به اجرای کنترلی، بارش تجمعی میانگین گیری شده در کل حوزه شبیه-سازی کاهش می یابد که به دلیل کاهش اندازه قطرک های ابر و برخوردهای غیرموثر آنها است که تعویق شروع بارش گرم را درپی دارد. در آزمایش آلوده- مرطوب، افزایش بارش تجمعی رخ می دهد؛ زیرا در جو مرطوب بخار آب به اندازه کافی برای میعان روی ذرات هواویز وجود دارد و موجب تشکیل قطرک های بزرگ تر ابر می شود؛ بنابراین برخوردهای موثر قطرک های ابر موجب افزایش بارش می شود.