فهرست مطالب

  • سال چهاردهم شماره 2 (پیاپی 47، تابستان 1399)
  • تاریخ انتشار: 1399/04/01
  • تعداد عناوین: 7
|
  • محمدرضا عباسی* صفحات 1-14

    صفحه های گسلی از سه ترانشه (مطالعات دیرینه لرزه شناسی) با سن های پلایستوسن جوان و هولوسن با سازوکارهای کانونی مقایسه شده اند تا ارتباط میان این دو داده مشخص شود. نشان داده شدکه ارتباط مستقیم میان داده های سطحی (گسله ها و خش خط آنها) و داده های عمقی (سازوکار کانونی) وجود دارد. تانسور تنش با اندازه گیری های سطحی از سه ترانشه راندگی شمال تهران، مشا و فیروزکوه به دست آمد. از تانسور تنش محاسبه شده، صفحه های گسلی ای انتخاب شدند که با روند عمومی گسله های مشا و فیروزکوه همسو هستند. این داده با سازوکارهای کانونی همخوانی خوبی دارد. در ترانشه سوم که داده ها برای حل تانسور تنش کافی نیستند، با تعیین اندازه میانگین روند، شیب و شیب خش خط ها (ریک)، در جایی که آرامش لرزه ای برقرار است سازوکار کانونی دیرینه پیشنهاد شد. براساس یافته های سطحی و سازوکارهای کانونی، بیشینه تنش افقی (5±45~N1s) و تنش کمینه (3s) شیب نزدیک به افق دارند و محور تنش میانی (2s) عمود بر زمین با رژیم زمین ساختی راستالغز است. گسله مشا با روند (E100N) و شیب به سوی شمال، سازوکار راستالغز چپ بر و یک مولفه کوچک کششی دارد که در پایانه خاوری خود به گسله فیروزکوه با روند (E60N) و شیب به سوی جنوب با سازوکار راستالغز همراه با یک مولفه فشاری می پیوندد.

    کلیدواژگان: البرز مرکزی، تهران، تنش امروزین، گسله های فعال، سازوکار، رژیم زمین ساختی
  • نجمه برهانی، فرهنگ احمدی گیوی*، علیرضا محب الحجه، محمد میرزائی صفحات 15-32

    نتایج پژوهش های انجام شده حاکی از آن است که پیش بینی پذیری وضع هوا در مقیاس های زمانی فراتر از دو هفته، با جفت شدگی دینامیکی بین گردش های وردسپهر و پوشن سپهر امکان پذیر است. بنابراین شناخت و درک کامل سازوکار جفت شدگی پوشن سپهر- وردسپهر، نیاز به مطالعات بیشتر و جامع تری دارد. هدف اصلی پژوهش حاضر، مطالعه این سازوکار با تمرکز بر منطقه جنوب غرب آسیا است. در این پژوهش، داده های روزانه بازتحلیل NCEP/NCAR از سال 1968 تا 2015 به کار رفته است. منطقه بررسی شده، شامل ایران و مناطق واقع در غرب آن تا شرق دریای مدیترانه است. طی این دوره، 42 رخداد تاوه قوی و 46 رخداد تاوه ضعیف شناسایی شد. نتایج مربوط به سه کمیت وردایست مشتمل بر فشار، ارتفاع ژیوپتانسیلی و دمای پتانسیلی نشان می دهد که طی رخدادهای تاوه قطبی ضعیف، بخش های زیادی از منطقه مورد مطالعه و ایران در ناحیه شکست امواج راسبی قرار داشتند و درنتیجه، آثار ناشی از تاوه ها بر این منطقه زیاد نیست. اما در رخدادهای تاوه قوی، عرض های بالاتر در منطقه مورد مطالعه و برخی نواحی از عرض های میانی آن، در محدوده درون تاوه واقع هستند؛ بنابراین به دنبال رخدادهای تاوه قوی می توان تغییرات ناشی از تاوه قطبی را در کمیت های وردایست بر فراز منطقه مورد مطالعه انتظار داشت. همچنین بررسی همبستگی بین شاخص تاوه قطبی تامپسون با سه کمیت وردایست فوق بیانگر همبستگی مستقیم میان فشار و همبستگی معکوس ارتفاع ژیوپتانسیلی و دمای پتانسیلی با بی هنجاری شدت تاوه در منطقه ایران با تاخیرهای زمانی مختلف بین هشت تا ده روز است. به علاوه، بر مبنای نتایج، یکی از دلایل احتمالی ایجاد یا تقویت تاشدگی های وردایست و متعاقب آن چرخندزایی سطح زمین، تاوه قطبی پوشن سپهری است.

    کلیدواژگان: تاوه قطبی پوشن سپهر، وردایست، جنوب غرب آسیا، جفت شدگی دینامیکی
  • حسین ملکوتی*، سمیه ارغوانی، ولی الله شیخی صفحات 33-48

    پیامدهای نامطلوب گسترش کلان شهرها ازجمله جزیره گرمایی شهری و آلودگی هوا توجه مدیران شهری را به اتخاذ راهکارهای بهبود شرایط محیطی جلب کرده است. با توجه به مساحت زیاد بام ها در مناطق شهری، به کارگیری فناوری های نوین و سازگار با محیط زیست ازجمله توسعه بام سبز و خنک با تعدیل جزیره گرمایی می تواند نقش مثبتی در کاهش مصرف انرژی سرمایشی و بهبود کیفیت هوا ایفا کند. به منظور بررسی بازخورد متقابل پارامترهای هواشناسی و تغییر در ساختار شهری و مطالعه اثرهای محتمل جانبی آن بر کیفیت هوا، شبیه سازی عددی راهبردهای بام سبز و بام خنک با استفاده از مدل کنوپی شهری جفت شده هواشناسی- شیمی جو (WRF/Chem/SLUCM) در بازه زمانی 15 تا 30 ژوین سال 2016 در کلان شهر تهران انجام شده است. نتایج نشان می دهد که توسعه بام خنک با میانگین شبانه روزی کاهش دما (C 65/0-) و کاهش شار گرمای محسوس (2 W/m57-) نقش مثبتی در تعدیل جزیره گرمایی تهران دارد. همچنین کاهش غلظت سطحی آلاینده های جوی نشان می دهد که کاهش ارتفاع لایه مرزی و تلاطم در نتیجه کاهش دما تغییر محسوسی در وضعیت کیفیت هوا ایجاد نکرده است. توسعه بام سبز، کاهش (افزایش) روزانه (شبانه) دمای هوا را به همراه داشته است. افزایش دما در طول شب محسوس (C 53/0+) و نتیجه گسیلندگی بالای پوشش گیاهی و همچنین کاهش سرعت باد در مجاورت سطح بام سبز است که روند تهویه طبیعی شهر را کندتر می کند. مقایسه عملکرد این راهبردها نشان می دهد که بام خنک اثر سرمایشی محسوس تری نسبت به بام سبز ایجاد می کند و روند کاهش آلاینده ها به ویژه در طول شب در راهبرد بام خنک مطلوب تر ارزیابی می شود؛ بنابراین با توجه به وابستگی اثربخشی سرمایشی بام سبز به میزان رطوبت خاک و مقایسه هزینه های احداث بام خنک و نیاز نداشتن آن به زیرساخت های خاص، توسعه بام خنک در کلان شهر تهران توصیه می شود.

    کلیدواژگان: کیفیت هوا، بام سبز، بام خنک، WRF، Chem، SLUCM، کلان شهر تهران
  • محمدعلی شریفی*، محمدمهدی کریمی نژاد صفحات 49-61

    مسیله تبدیل مختصات ژیودتیک از یک سطح مبنای مسطحاتی به سطح مبنای مسطحاتی دیگر از مسایل مهم و کاربردی در ژیودزی هندسی است که با توجه به فراگیر شدن استفاده از سامانه های اطلاعات مکانی در یکپارچه سازی و تحلیل و تفسیر اطلاعات مکانی، لزوم یکسان سازی سطح مبنای مختصات لایه های مختلف اطلاعاتی به مراتب بیش از گذشته است. انتقال مختصات منحنی الخط از یک سطح مبنا به سطح مبنای دیگر که اصطلاحا مسیله تبدیل سطوح مبنا یا دیتوم نامیده می شود، بر پایه وجود مختصات ژیودتیک سه بعدی تعدادی نقاط مشترک در هر دو سطح مبنا استوار است و پارامترهای تبدیل دو سطح بر مبنای مختصات معلوم این نقاط برآورد می شود. مختصات علایم مرزی در مرزهای بین المللی و نقشه های پوششی کوچک مقیاس کشوری بر مبنای سطوح مبنای مسطحاتی محلی قدیمی تعیین شده است. در تعیین پارامترهای تبدیل این سطوح به سطوح مبنای جدید جهانی- که در تعیین موقعیت و مکان یابی با سامانه های تعیین موقعیت جهانی به کار می روند - یک مشکل اساسی در به کارگیری روابط ریاضی تبدیل وجود دارد که امکان استفاده مستقیم از روش های کلاسیک ارایه شده برای حل این مسیله را غیرممکن می سازد. موقعیت ژیودتیک سه بعدی نقاط با استفاده از سامانه های تعیین موقعیت جهانی به صورت همگن و در سه بعد تعیین می شود؛ این در حالی است که تعیین موقعیت نقاط کلاسیک مختصات ژیودتیک نقاط در دو بعد مسطحاتی صورت می گیرد و ارتفاع نقاط هم در بهترین حالت، به صورت ارتفاع ارتومتریک (بر مبنای ارتفاع محلی) معلوم است. به منظور به کارگیری روابط کلاسیک تبدیل سطوح مبنا در این حالت خاص، لازم است تبدیل ارتفاع ارتومتریک به ژیودتیک در سطح مبنای مربوطه انجام شود. هدف این مقاله بررسی نتیجه به کارگیری دو روش برای تعیین ارتفاع ژیویید در نقاط مورد استفاده در تعیین پارامترهای تبدیل است. روش اول استفاده از مدل های جهانی جاذبه و محاسبه ارتفاع ژیویید و روش دوم گسترش مدل ریاضی روابط تبدیل، جهت برآورد هم زمان پارامترهای تبدیل سطوح ارتفاعی و سطح تبدیل ارتفاعی است. نتایج عددی نشان دهنده دستیابی به دقت بهتر تبدیل در هنگام استفاده از روش دوم در تعیین پارامترهای تبدیل سطوح مبناست. بهبود تقریب روابط تبدیل از حالت کروی هشت پارامتری و بیضوی پنج پارامتری به روابطی با تقریب بیضوی با هشت پارامتر، دیگر دستاورد مورد بحث در این مقاله است. استفاده هم زمان این تقریب و مدل ریاضی گسترش یافته، حتی در صورت نبود ارتفاع ژیودتیک در هر دو دستگاه در نقاط مشترک مورد استفاده، به دقت بهینه در برآورد پارامترهای تبدیل منجر می شود. روش های پیشنهادی، در داده های موجود از کشور نیجریه پیاده سازی و نتایج ارزیابی شده است. نتایج عددی داده های مذکور، نشان دهنده دستیابی به دقت دهم ثانیه در مولفه های منحنی الخط مختصات و دقت دسی متری در مولفه ارتفاعی است.

    کلیدواژگان: تبدیل سطوح مبنا به روش دیفرانسیلی، روش مالودنسکی، تقریب بیضوی، حل هم زمان، تبدیل ارتفاع ارتومتریک به ژئودتیک، مدل جهانی جاذبه
  • مهناز کریم خانی، مجید آزادی*، امیرحسین مشکوتی، عباس رنجبر سعادت آبادی صفحات 63-82

    یکی از پدیده های جوی همراه با طوفان های تندری خط تندوزه است که پیش بینی آن بسیار چالشی است. خط تندوزه ای در 19 مارس 2017 در جنوب غرب ایران در ایستگاه بندر دیر ثبت شده است. در این مطالعه ویژگی های خط تندوزه شامل زمان تشکیل، رشد و نابودی سلول های همرفتی و همچنین بارش همراه با آن به دو حالت با داده گواری (3DVAR) و بدون داده گواری (اجرای مرجع: CTRL) برای ساعت UTC 18 روز 18 مارس 2017 در دو حوضه با تفکیک افقی 27 و 9 کیلومتر شبیه سازی شده است. در این پژوهش، برای شبیه سازی خط تندوزه با هدف به روز رسانی شرایط اولیه و مرزی از طریق داده گواری وردشی سه بعدی در مدل WRF، از داده های رادار هواشناسی بوشهر (شامل بازتاب و سرعت شعاعی) و داده های دیدبانی سطح زمین و جو بالا در دامنه مورد مطالعه استفاده شده است. برای اعتبارسنجی نتایج، ویژگی های همراه با خط تندوزه شامل سرعت باد، میانگین فشار سطح دریا، دما و رطوبت نسبی و همچنین سری زمانی بازتاب و رشد قایم سلول های همرفتی شبیه سازی شده با داده های دیدبانی متناظر مقایسه شدند. جهت اعتبارسنجی بارش شبیه سازی شده، منحنی امتیاز مهارتی کسری برای آستانه های بارشی مختلف ترسیم شده است. نتایج نشان داد که داده گواری تاثیر زیادی در اصلاح نتایج شبیه سازی خط تندوزه دارد. شبیه سازی با داده گواری در پیش بینی ویژگی های همراه با خط تندوزه به داده های دیدبانی متناظر نزدیک تر است به گونه ای که مقدار خطا در شبیه سازی با داده گواری نسبت به CTRL برای سرعت باد، دما، فشار و رطوبت نسبی به ترتیب حدود 27%، 7%، 18% و 10% کاهش داشته است. زمان تشکیل و رشد سلول های همرفتی، توزیع افقی، ساختار قایم و زمان نابودی آنها در شبیه سازی با داده گواری نسبت به CTRL به داده های دیدبانی متناظر نزدیک تر است. همچنین در اختلاف بارش تجمعی شش ساعته پیش بینی و دیدبانی در هشت ایستگاه همدید استان بوشهر، در 3DVAR نسبت به CTRL کاهش چشمگیری مشاهده شده است.

    کلیدواژگان: خط تندوزه، بندر دیر، مدل WRF، داده گواری وردشی سه بعدی، داده های حجمی رادار
  • محمدمهدی خدادی، مجید آزادی*، محمد مرادی، عباس رنجبر سعادت آبادی صفحات 83-101

    در این مطالعه کمیت های فعالیت موج و شار فعالیت موج در شکست واچرخندی و چرخندی امواج روی اروپا برای زمستان (15 نوامبر تا 15 آوریل) سال های 1979 تا 2018 با استفاده از میانگین روزانه داده های بازتحلیل ERA-INTERIM  برای کمیت های ارتفاع ژیوپتانسیلی، سرعت باد افقی و تاوایی پتانسیلی در ترازهای 300، 200، 150، 100 و50 هکتوپاسکال محاسبه و تحلیل شده اند. نتایج نشان داد که در شکست های واچرخندی (چرخندی)، یک ناوه باریک (پهن) با محور شمال شرقی- جنوب غربی (شمال غربی- جنوب شرقی) به همراه تاوایی پتانسیلی در حدود PVU 8 - 5 (6 - 4) از روی اروپا تا غرب (شرق) دریای مدیترانه کشیده می شود. در شکست واچرخندی (چرخندی) امواج، روی غرب اروپا (دریای مدیترانه) افزایش ارتفاع و روی دریای مدیترانه (شرق اروپا)، کاهش ارتفاع مشاهده می شود و مسیر انتشار امواج و فرارفت تاوایی آنها استواسو (قطب سو) است؛ درنتیجه، همراه با شکست واچرخندی (چرخندی) امواج، شار استواسوی (قطب سوی) فعالیت موج به پایین دست ناوه در عرض های پایین تر (بالاتر) از N40، باعث تقویت (تضعیف) امواج روی دریای مدیترانه و غرب آسیا (N40-20) می شود. در مقایسه با شکست های چرخندی، دامنه و مقدار تاوایی امواج در شکست های واچرخندی بزرگ تر است؛ جت ها در عرض بالاتری روی اروپا و دریای مدیترانه شکل می گیرند و مولفه های نصف النهاری و قایم فعالیت موج در شکست واچرخندی حدود 5/1 برابر مقدار آن در شکست چرخندی است. همچنین به نظر می رسد که علاوه بر کمتر بودن تعداد شکست های چرخندی، این شکست ها خیلی ضعیف تر از شکست های واچرخندی امواج روی اروپا هستند.

    کلیدواژگان: شکست واچرخندی امواج، شکست چرخندی امواج، شار فعالیت موج، نوسان شبه دوسالانه
  • فاطمه عامری، سرمد قادر*، سید عباس حق شناس صفحات 103-120

    برآورد قابل اعتماد از اطلاعات موج برای بدنه های آبی متاثر از پیچیدگی های جغرافیایی از اهمیت بسیاری برخوردار است. تنگه های اصلی دنیا مانند تنگه هرمز، مرجع اصلی برای این برآورد هستند. داده های باد ورودی به مدل های موج، مهم ترین پیش نیاز برای دستیابی به برآورد واقعی از امواج به شمار می روند. این در حالی است که میدان باد در این حوزه ها از خشکی های اطراف تاثیر می پذیرد. دقت داده های باد همچنین به وضوح افقی مدل های جوی جهت گرفتن پدیده های ریزمقیاس منطقه مورد مطالعه وابسته است.  در پژوهش حاضر، نتایج توسعه مدل طیفی موج، جفت شده با مدل جوی میان مقیاس برای مدل طیفی- عددی SWAN جهت شبیه سازی امواج ناشی از باد ارایه و تلاش شده است با به کارگیری مدل عددی- طیفی موج SWAN، به شبیه سازی امواج در تنگه هرمز پرداخته شود که تحت تاثیر پیچیدگی های زمین ریخت شناسی اطراف است. این پیچیدگی ها بر میدان باد تاثیر می گذارند. در ابتدا مدل موج برای محدوده خلیج فارس و قسمتی از دریای عمان تا محدوده ای که تنگه هرمز را شامل شود با داده های باد سطحی حاصل از داده های بازتحلیل ECMWF-ERA5 راه اندازی و با داده های اندازه گیری موجود صحت سنجی شد. در ادامه، با استفاده از مدل هواشناسی میان مقیاس WRF و اجرای مدل مذکور برای منطقه مورد مطالعه، با تفکیک های افقی متفاوت، داده میدان باد سطحی مورد نیاز برای مدل موج تامین شد. مقایسه نتایج شبیه سازی ها و داده های اندازه گیری موجود برای پارامتر ارتفاع موج با کمک سنجه های آماری، برای دو ایستگاه لارک در قسمت غربی تنگه هرمز و جاسک در قسمت شرقی تنگه هرمز انجام گرفت. نتایج شبیه سازی، موفقیت در بهبود نتایج را در حد قابل قبولی نشان می دهد. در این مقایسه ها، عملکرد مدل SWAN با داده های مدل WRF برای ایستگاه لارک که متاثر از دو رژیم باد دریای عمان و خلیج فارس است، بهبود چشمگیری دارد؛ نتایج، عملکرد خوب مدل موج SWAN جفت شده با مدل جوی منطقه ای WRF را برای منطقه مورد مطالعه نشان می دهد. کاهش میزان خطای جذر مربعات به مقدار 10 درصد و انطباق بیش از 75/0 درصد، بهبود نتایج شبیه سازی نسبت به داده های موج ERA5 را نشان داد. تحلیل های آماری نتایج شبیه سازی با داده های موج ERA5 برای ارتفاع موج شاخص در ایستگاه جاسک که در بخش اقیانوسی محدوده مورد مطالعه است، نمایانگر عملکرد بهتر داده های موج ERA5 با تطابق 9/0 درصد با داده های اندازه گیری است. همچنین افزایش تفکیک افقی میدان باد تا حدود قابل قبولی نتایج شبیه سازی موج را بهبود بخشیده است.

    کلیدواژگان: تنگه هرمز، شبیه سازی امواج، مدل SWAN، مدل WRF، جفت شدگی
|
  • Mohammadreza Abbassi * Pages 1-14

    Focal mechanism and surface slip data are used to investigate the relationship between kinematic studies conducted on young geological units, especially in trenches of paleoseismolical sites, Late Pleistocene and Holocene in age. It has shown that there is direct relationship between data obtained on surface and seismic data in depth. Kinematic measurements in three trenches for paleoseismological sites on North Tehran Thrust, Mosha fault and Firuzkuh fault are used to calculate the stress tensor. Stress tensors and their associated fault planes and focal mechanism data are compared. Fault planes obtained from calculated stress tensors whose fault planes lie parallel or close to the general trends of Mosha and Firuzkuh faults are in good agreement with focal mechanism. The third trench on North Tehran Thrust displayed insufficient data to obtain an appropriate stress tensor, however the average of strikes, dips and rakes allow to propose a paleofocal mechanism for an area of seismic quiescence. Based on fault plane inversion and focal mechanisms, overall, maximum (σ1~N045±5) and minimum (σ3) principal stresses are subhorizontal and the intermediate principle stress (σ2) is vertically oriented. This is consistent with a dominant strike-slip regime. The Mosha fault (trending N100E, dipping to North) is a left-lateral strike-slip fault with a minor extensional component and joins Firuzkuh fault (trending N60E, dipping to South) as strike-slip fault with a compressional component.

    Keywords: Central Alborz, Tehran, contemporary stress, Active fault, tectonic regime
  • Najmeh Borhani, Farhang Ahmadi Givi *, Alireza Mohebalhojeh, Mohammad Mirzaei Pages 15-32

    The recent studies suggest that the predictability of the surface weather, in medium and long-range time scales, is influenced by the dynamic coupling of the tropospheric and stratospheric circulations. Therefore, the main goal of the present study with the central focus on the southwest Asia is investigation of the details of coupling mechanisms. The NCEP/NCAR reanalysis data are used, including temperature, geopotential height and horizontal wind components at different pressure levels from 1968 to 2015. The region of study includes Iran and extends westward to the Mediterranean Sea. The iso-potential vorticity surface of 2 PVU (a PVU equals ) is taken to represent the dynamical tropopause and the potential temperature, geopotential height and pressure are interpolated at the 2 PVU surface.First, with a method similar to that of Thompson et al. (2002), the dates corresponding to the occurrence of stratospheric polar vortex were identified and classified into cases of strong and weak polar vortices. The anomalies of pressure, geopotential height and potential temperature were then computed with respect to the long-term mean for the cases of polar vortex. Analysis of the results shows that in the southwest Asia, associated with the cases of strong vortex increase in pressure and decrease in potential temperature and geopotential height are observed at the tropopause. Further, in cases of weak vortex, the southwest Asia is mainly in the surf zone and less influenced by the polar vortex compared to the cases of strong vortex which enclose a significant portion of the region. The fact that a larger part of the southwest Asia is located within the inner part of the strong vortices makes their impact on the tropopause more marked.In the second part of the study, the focus is on the most extreme cases of strong and weak events in the long-term period which occurred in February 1974 and November 2009, respectively. In addition to presenting the details of the life cycle of the two cases, the time-lagged correlation coefficients were computed between the tropopause quantities in the region and the geopotential height anomaly at 10hPa between 60°N and 90°N degrees, which is the index introduced by Thompson et al. (2002). The time series of the correlation coefficients averaged over Iran reveals a meaningful delay of about eight to ten days for the impact of the strong polar vortex felt on the tropopause in Iran. Given that this time delay is within the limit of medium-range prediction, further studies on the impact of polar vortex are needed to improve the predictability of the surface weather in the region.

    Keywords: stratospheric polar vortex, tropopause, Southwest Asia, Dynamic coupling
  • Hossein Malakooti *, Somayeh Arghavani, Vali Sheikhy Pages 33-48

    The unfavorable consequences of the expansion of the metropolitans, including urban heat island and air pollution, have attracted the attention of urban managers to strategies for improving environmental conditions. In recent years, along with population growth and high energy consumption, as well as building materials replacing permeable surfaces and urban green spaces, deteriorate the urban heat island phenomenon and air quality in Tehran. Given the significant area of roof surfaces in urban areas, the application of new and environmentally friendly technologies such as the development of cool and green roofs, with heat island modification impact, can play a positive role in reducing cooling energy consumption and improving air quality. Therefore, to study the mutual interaction between meteorological parameters and changes in the urban structure and its possible side effects on air quality, numerical simulation of green roof and cool roof strategies based on the urbanized coupled meteorological-chemical model (WRF/Chem/SLUCM) during the period June 15 to 30, 2016, have been conducted in Tehran metropolitan area. Results show that the development of cool roofs with an averaged diurnal temperature decrease (-0.65°C) and a decrease in the heat flux (-57 W/m2) has a positive role in the reduction of Tehran heat island. Also, the relative reduction of atmospheric pollutant concentrations has also been achieved in numerical simulations. It shows that the decrease in the height of the boundary layer and turbulence process as a result of the decrease in near-surface temperature has not caused a significant change in the air quality in Tehran. The development of green roofs has led to a daily (nightly) decrease (increase) in the air temperature. The increase in temperature during the night was noticeable (up to +0.53°C), and it is a result of the high emissivity of vegetation, as well as a decrease in wind speed in the vicinity of green roof surfaces which slows down the natural ventilation over the city. Furthermore, an increase in the near-surface humidity also predicted in both strategies which improves the environmental comfort satisfaction in the summer hot and dry days. Comparison of these strategies performance shows that cool roof has a significantly sensible cooling effect than green roofs, and the process of reducing pollutants, especially at night, is more favorable in cool roofing strategy. Consequently, since the cooling efficiency of green roofs depends on soil moisture content, as well as comparing construction costs and no need for specific infrastructure, the development of cool roofs in Tehran metropolis is recommended.

    Keywords: Air Quality, green roof, Cool Roof, WRF, Chem, SLUCM, Tehran Metropolis
  • MohammadAli Sharifi *, MohammadMahdi Kariminejad Pages 49-61

    The problem of datum transformation; determination of parameters for transferring curvilinear coordinate from one ellipsoid to another, is one of the main problems in geometrical geodesy. The problem draws the attentions of many researchers due to its role in the integration of all types of data in the geospatial database framework. Although the problem is one of the oldest geometrical problems by its nature, it is still challenging because of the newly introduced Earth gravitational models and precise global coordinate measurements using the global positioning systems. Different methods have been introduced by many famous geodesists like Molodensky (1962), Vanicek (1986) and others.In this paper, we developed a full mathematical model for determination of datum transformation parameters based on ellipsoidal approximation. It is theoretically and numerically compared with the previously developed model with spherical approximation. For small area, both models lead to the same accuracy while we expect to achieve higher with the ellipsoidal approximation in wider area.     Moreover, lack of ellipsoidal height in the old data sets is one of the main obstacles for the implementation of the classical transformation schemes. Herein, we introduced two methods for solving this problem. The Earth Gravitational Models (EGMs) which were wieldy available in the new century, thanks to the Earth gravity field’s dedicated missions, were employed to get an estimate of the geoidal heights of the data point with enough accuracy. Alternatively, the idea of the widely used polynomial approximating correcting surface was considered to model the geoid height at the area of computation. The numerical results showed that the second alternative was most helpful. Higher accuracy and better fitness in terms of statistical goodness of fit criteria were the outcomes of the implementation of the polynomial approximating correcting surface.     In order to show the performance of the ellipsoidal approximation as well as the idea of polynomial correcting surface, 150 points were selected in the Nigeria. The curvilinear coordinates of the data points were given both in the CLARCK-1880 (local old coordinates) and the World Geodetic System 1984 (WGS84) as the global new coordinates. The old coordinates of the data points were geodetic latitudes, geodetic longitudes and orthometric heights where the new coordinate set is fully geodetic components. A quadratic polynomial mathematical model was employed to approximate the geoid surface in the country. The achieved results showed its reasonable accuracy.

    Keywords: Curvilinear coordinates transformation, differential technique, Molodensky method, ellipsoidal approximation, height component, Orthometric height
  • Mahnaz Karimkhani, Majid Azadi *, AmirHussain Meshkatee, Abbas Ranjbarsaadatabadi Pages 63-82

    Accurate prediction of squall lines that accompany thunderstorms is a challenging task. A squall line was recorded in Dayyer port station over the southwest of Iran in Bushehr province, on 19 March 2017. In this study, the properties associated with the mentioned squall line including the time of formation, growth and destruction of the convective cells in terms of intensity and vertical growth, as well as the associated precipitation and other meteorological features are simulated using the WRF-ARW model with 3-dimensional variational (3DVAR) assimilation and control experiment (CTRL) for 18UTC 18 March 2017 with two domains of 27 and 9-km horizontal resolution. Radial winds and reflectivity of Bushehr Doppler Weather Radar (DWR) along with surface and upper-level observational synoptic data are used to simulate the above mentioned squall line event with the aim of updating initial and boundary conditions through 3DVAR assimilation in WRF model. In order to verify the simulated properties associated with the squall line event, the horizontal wind speed, mean sea-level pressure, surface temperature and surface relative humidity, as well as time series of reflectivity and vertical growth in the squall line location on Bushehr DWR were compared with the corresponding observational data. To assess the performance of accumulated precipitation forecasts, the fraction skill score (FSS) curves are plotted for different rainfall thresholds 0.5, 5, 10 and 15 mm/day. In general, the results showed that the radar data assimilation has a significant effect on the simulation of the characteristics accompanied with the squall line event such that without data assimilation, the WRF model is not capable of simulating the squall line thoroughly. The results of 3DVAR simulation are also much closer to the observational data in predicting the features along the squall line. The absolute value of the mean errors in simulations with assimilation for surface horizontal wind speed, surface temperature, mean sea level pressure, and surface relative humidity were decreased by 27%, 7%, 18%, and 10%, respectively, compared to those without assimilation. The formation time and growth of convective cells, their horizontal distributions, vertical structure, and their destruction time in 3DVAR simulation are closer to the verifying observational data. The 3DVAR simulation also achieved significant success in predicting 6-h accumulated precipitation with a threshold value of above 10 mm. Also, the value of error in 3DVAR simulation in 6-h accumulated precipitation at synoptic stations in Bushehr province was decreased by 33%, compared to those without assimilation.

    Keywords: Squall line, Dayyer Port, Data assimilation, Volume radar data
  • MohammadMehdi Khodadi, Majid Azadi *, Mohamad Moradi, Abbas Ranjbar Saadatabadi Pages 83-101

    In the present study, using the ERA-INTERIM reanalysis data for geopotential height, horizontal wind speed and relative vorticity at 300, 200, 150, 100 and 50 hPa levels, the wave activity and wave activity flux for cyclonic and anticyclonic Rossby wave breaking events that occurred over Europe during the winter time 1979-2018, were calculated and analyzed. Results showed that in anticyclonic (cyclonic) wave breaking events, a narrow (wide) trough with north-east/south-west (north-west/south-east) axis and associated potential vorticity with values around 5-8 (4-6) 1e6 PVU are extended from Europe to the west (east) of Mediterranean.  In the anticyclonic wave breaking events, the wave amplitude and their associated potential voriticity are higher compared to cyclonic events and also the associated jet streams form in higher latitudes over Europe and the Mediterranean. It appears that intensification of the trough and its extention to lower latitudes over the Mediterranean is associated with intensification of the ridge over northwest of Europe, while in cyclonic wave breaking events the insification of the trough over the east of Europe is associated with intensification of the ridge in lower latitudes over the west of the Mediterranean. The waves in anticyclonic wave breaking events move to lower latitudes over the Mediterranean, while in cyclonic wave beakings, the waves move to north of Europe. Therefore, the anticyclonic (cyclonic) wave breaking events are generally associated with equatorward (poleward) flux of wave activity, downstream of the trough in latitudes lower (higher) than 40N, which causes the intensification (weakening) of synoptic waves over the Mediterranean and west of Asia. Also, the value of equatorward wave activity is 1.5 times more than those of poleward fluxes. It was found that in anticyclonic wave breakings, the downward wave activity flux is around twice, when compared to cyclonic wave breaking events. Our results showed that during anticyclonic wave breaking, the equatorward of wave activity flux at 40N over west of Europe is larger than its value over the East Mediterranean and west of Asia, while during cyclonic wave breaking events the poleward flux of wave activity over west of Europe is negligible and it becomes equatorward over east of Europe and west of Asia. It seems that the reason is the existence of a ridge over Euroasia which results in the formation of a blocking over east of Europe and consequently causes the intensification of troughs in lower latitudes. As such, in addition to the lesser number of cyclonic wave breakings compared to those of anticyclonics, the cyclonic wave breaking events are relatively weaker than anticyclonic breakings over Europe.

    Keywords: Anticyclonic wave breaking, Cyclonic wave breaking, Wave activity flux, Quasi-Biennial oscillation
  • Fatemeh Ameri, Sarmad Ghader *, Seyyed Abbas Haghshenas Pages 103-120

    Reliable wave estimation in complex body of waters from geographical point of view is a matter of high importance. Main straits in the world, such as the Strait of Hormuz are major referent for this issue. Marine activities such as coastal management and ship routing, navigation, maintenance, and installation of offshore infrastructure are all greatly dependent on reliable wave estimations. Predicting waves in a region requires a well-developed wave model that can account for the shallow water wave mechanisms like their generation, propagation, and dissipation. On the other hand, reliable input wind data is a pre-requisite for realistic wave estimation, while the winds over such environments are highly affected by the land features around the straits. The wind data accuracy is also dependent on horizontal resolution of the models to capture the meso-scale dominant phenomena in the interest region. This study aims to develop a wave model employing SWAN wave model, in order to improve wave estimations over the Strait of Hormuz, where is highly affected by geographical complexity. Initially, the simulation is carried out for more than one month from January to May for period of 40 days of 2011. The main parameters of the model were assigned based on a comprehensive sensitivity analysis study and the model performance was verified based on the available archive field data for two stations Jask and Larak in the eastern part and western part of Strait of Hormuz, respectively. The numerical modeling activities are conducted to adopt two sources of surface wind data. The first adopted dataset, ECMWF’s hourly ERA5 product, is based on the presence of meso-scale locally convective phenomena such as land-seas breeze which is dominant in a water body like the Persian Gulf. ERA5 reanalysis dataset, which is the best available wind source, misses these features (because of low resolution) and in turn, when it is used to force the wave models, may result in predicting less accurate wave fields. For improving wind data accuracy, the second dataset, i.e., the high resolution meso-scale atmospheric model WRF was adopted to generate a more realistic wind field. This model reflects the meso-scale phenomena and using it to force the wave model, reflects more accurate wave fields over study area. Different model resolutions are also tested and the result showed that reducing the horizontal resolution for wind field improves the result. The final model results show a significant improvement in wave estimations in the middle of the Strait of Hormuz for coupling wave model SWAN and using WRF wind data. For Larak station, the RMSE decreases 10 percent in comparison to ERA5 wave data and CC (Corolation Coefficient) get to about 0.75. For Jask staion in eastern part of Strait of Hurmoz, ERA5 wave data CC is about 0.9 which is the best performance.

    Keywords: Hurmoz Strait, Wave simulation, SWAN model, WRF Model, Coupling