examining the energetics of secondary downstream development for two cyclone cases over western iran

[ ' i n t h i s r e s e a r c h e n e r g e t i c s o f t h e b a r o t r o p i c a n d b a r o c l i n i c d e v e l o p m e n t f o r t w o p l a n e t a r y w a v e s o v e r e a s t e r n m e d i t e r r a n e a n ' , ' s y r i a a n d w e s t o f i r a n a n d t h e i r i n t e r a c t i o n w i t h s u r f a c e c y c l o n e s w e r e i n v e s t i g a t e d . r n a h m a d i ' , ' g i v i e t a l . ( 1 3 8 4 ) c a l c u l a t e d a n d e x a m i n e d s e v e r a l s e l e c t e d i m p o r t a n t t e r m s i n t h e e d d y k i n e t i c e n e r g y ( e k e ) t e n d e n c y e q u a t i o n d u r i n g l i f e c y c l e o f s i x t r o u g h s t h a t w e r e d e v e l o p e d w i t h d o w n s t r e a m d e v e l o p m e n t o v e r e u r o p e . t h e y s h o w e d t h a t a l m o s t f o r a l l c a s e s t h e a g e o s t r o p h i c f l u x c o n v e r g e n c e ( a f c ) w a s t h e m a i n f a c t o r i n d e v e l o p m e n t o f t h e s y s t e m s . a f c c a u s e s r a d i a t i v e e n e r g y t r a n s p o r t f r o m u p s t r e a m o f t h e w a v e t o t h e d o w n s t r e a m o f t h e t r o u g h . f o r m a t u r e b a r o c l i n i c w a v e s ' , ' t h i s r a d i a t i v e e n e r g y t r a n s p o r t c a u s e s d i s p e r s i o n o f t h e u p s t r e a m w a v e a n d f o r m i n g a n e w w a v e d o w n s t r e a m . o r l a n s k i a n d g r o s s ( 1 9 9 3 ) s i m u l a t e d t h e e f f e c t o f t o p o g r a p h y o n c y c l o n e d e v e l o p m e n t o v e r t h e m e d i t e r r a n e a n u s i n g p r i m i t i v e e q u a t i o n s . t h e y s h o w e d t h a t w h e n m a t u r e t r o u g h s c r o s s e a s t ' , ' w e s t m o u n t a i n s ' , ' s t r o n g c y c l o n e s f o r m o v e r t h e s o u t h o f t h e m o u n t a i n a n d i f t h e i s o t h e r m s a r e a l s o o r i e n t e d i n t h e e a s t ' , ' w e s t d i r e c t i o n ' , ' b a r o c l i n i c d e v e l o p m e n t i s i n t e n s i f i e d . n o r t h w a r d a d v e c t i o n o f w a r m a n d m o i s t a i r t o h i g h e r l a t i t u d e s a c c o u n t s f o r b a r o c l i n i c d e v e l o p m e n t a n d s e c o n d a r y d e v e l o p m e n t . i n s o m e c a s e s b a r o c l i n i c e n e r g y c o n v e r s i o n b e t w e e n s e p a r a t e d c y c l o n e s i s r e s p o n s i b l e f o r t h e c y c l o n e d e v e l o p m e n t ( c h a n g ' , ' 2 0 0 0 ) . d e c k e r a n d m a r t i n ( 2 0 0 5 ) e x a m i n e d t h e l i f e c y c l e o f t w o c y c l o n e s t h a t h a d s i m i l a r t r a c k o v e r n o r t h a m e r i c a . t h e y s h o w e d t h a t t h e f i r s t c y c l o n e i n t e n s i f i e d a n d d a m p e d m u c h f a s t e r t h a n t h e s e c o n d c y c l o n e . t h e r e a s o n f o r t h i s i s t h a t t h e d e v e l o p m e n t a n d d a m p i n g o f t h e f i r s t a n d s e c o n d c y c l o n e s o c c u r r e d u p s t r e a m a n d d o w n s t r e a m o f t h e t r o u g h r e s p e c t i v e l y . n a s r e ' , ' e s f a h a n i e t a l . ( 1 3 8 9 ) e x a m i n e d t h e e f f e c t s o f s e v e r a l i m p o r t a n t f o r c i n g t e r m s i n t h e e k e t e n d e n c y e q u a t i o n f o r c r i t i c a l p o s i t i v e m o n t h s ( c p m ) a n d c r i t i c a l n e g a t i v e m o n t h s ( c n m ) o f t h e n o r t h a t l a n t i c o s c i l l a t i o n ( n a o ) o v e r t h e m e d i t e r r a n e a n a n d m i d d l e e a s t . t h e i r r e s u l t s i n d i c a t e d t h a t t h e r e i s n o c o n s i d e r a b l e d i f f e r e n c e i n t h e a m o u n t o f e k e b e t w e e n c p m a n d c n m i n t h e m e d i t e r r a n e a n r e g i o n . h o w e v e r ' , ' m o v i n g e a s t w a r d ' , ' t h e v a l u e s o f e k e b e c o m e g r e a t e r i n t h e c p m t h a n i n t h e c n m i n s u c h a w a y t h a t t h e d i f f e r e n c e b e t w e e n t h e t w o r e a c h e s i t s m a x i m u m o v e r t h e s o u t h w e s t o f i r a n . a l s o ' , ' i n t h e c p m ' , ' a l l o f t h e c o m p u t e d f o r c i n g t e r m s a r e l a r g e r t h a n i n t h e c n m . r n i n t h i s r e s e a r c h ' , ' n a t i o n a l c e n t e r f o r e n v i r o n m e n t a l p r e d i c t i o n ( n c e p ) c l i m a t e f o r e c a s t s y s t e m r e a n a l y s i s ( c f s r ' , ' s a h a e t a l . ' , ' 2 0 1 0 ) d a t a w i t h 0 . 5 d e g r e e h o r i z o n t a l r e s o l u t i o n ' , ' d e s c r i b e d b y s a h a e t a l . ' , ' 2 0 1 0 a r e u s e d t o e x t r a c t s e v e r a l f i e l d s i n c l u d i n g g e o p o t e n t i a l h e i g h t ' , ' h o r i z o n t a l w i n d v e c t o r ' , ' r e l a t i v e v o r t i c i t y a n d t e m p e r a t u r e a t s e v e r a l v e r t i c a l l e v e l s . t h i c k n e s s f i e l d s a n d s e v e r a l i m p o r t a n t e k e t e n d e n c y f o r c i n g t e r m s f o r 0 0 ' , 6 , ' 1 2 a n d 1 8 x a 0 u t c f o r t w o c a s e s t u d i e s ' , ' t h a t c o v e r t h e p e r i o d 1 4 ' , ' 1 8 j a n u a r y 2 0 0 4 a n d 2 7 ' , ' 2 9 j a n u a r y 2 0 0 0 a r e t h e n c a l c u l a t e d . f o l l o w i n g o r l a n s k i a n d k a t z f y ( 1 9 9 1 ) ' , ' d i f f e r e n t f o r c i n g t e r m s i n t h e e k e t e n d e n c y e q u a t i o n i n c l u d i n g b a r o c l i n i c a n d b a r o t r o p i c c o n v e r s i o n s ' , ' z o n a l a n d e d d y a d v e c t i o n s a n d a f c a r e d e r i v e d . t i m e m e a n s t r e s s t e r m i s a l s o c a l c u l a t e d a c c o r d i n g t o d e c k e r a n d m a r t i n ( 2 0 0 5 ) . r n r e s u l t s s h o w e d t h a t t h e f i r s t c y c l o n e o n j a n u a r y 2 0 0 4 w a s f o r m e d o v e r w e s t e r n m e d i t e r r a n e a n . i t w a s t h e n w e a k e n e d o v e r t h e e a s t e r n m e d i t e r r a n e a n a n d s u b s e q u e n t l y i n t e n s i f i e d i n t w o o t h e r r e g i o n s a s i t m o v e d t o t h e w e s t o f i r a n . a t t h e b e g i n n i n g ' , ' t h e r e w a s a s t r o n g e n e r g y c e n t e r o v e r m e d i t e r r a n e a n a s s o c i a t e d w i t h t h e p o l a r j e t a t t h e u p s t r e a m o f t h e t r o u g h . a g e o s t r o p h i c e n e r g y f l u x f r o m t h i s c e n t e r t o t h e d o w n s t r e a m o f t h e t r o u g h c a u s e s d o w n s t r e a m i n t e n s i f i c a t i o n o f t h e e n e r g y c e n t e r e a s t o f t h e m e d i t e r r a n e a n a n d w e s t o f i r a n . i t i s s h o w n t h a t b a r o c l i n i c e n e r g y c o n v e r s i o n a n d a g e o s t r o p h i c f l u x c o n v e r g e n c e a r e t h e m o s t i m p o r t a n t f a c t o r s i n t h e s e c o n d a r y d e v e l o p m e n t o f t h e e n e r g y c e n t e r o v e r n o r t h o f s a u d i a r a b i a a n d e a s t o f t h e m e d i t e r r a n e a n a n d s u b s e q u e n t l y o v e r w e s t o f i r a n . i n c r e a s e o f t h e e n e r g y t e n d e n c y t e r m s o v e r e a s t e r n m e d i t e r r a n e a n a n d s y r i a i s d u e t o t h e w a r m a n d m o i s t a i r a d v e c t i o n o v e r t h e r e d s e a a n d c o m b i n a t i o n o f t h e t h e r m a l s u d a n i c l o w a n d t h e l o w p r e s s u r e s i t u a t e d a t h i g h e r l a t i t u d e s . f o r c e d v e r t i c a l m o t i o n o v e r t h e m o u n t a i n r a n g e s l o c a t e d w e s t o f i r a n a c c o u n t s f o r t h e i n c r e a s e o f t h e e n e r g y t e n d e n c y t e r m s . r n f o r t h e s e c o n d c y c l o n e o n j a n u a r y 2 0 0 0 ' , ' s i m i l a r t o t h e f i r s t c a s e ' , ' t h e r e i s a s t r o n g e n e r g y c e n t e r o v e r t h e m e d i t e r r a n e a n a t t h e u p s t r e a m o f t h e a s s o c i a t e d t r o u g h . t h e s u b t r o p i c a l j e t c a u s e s a s t r o n g a g e o s t r o p h i c e n e r g y f l u x f r o m t h e u p s t r e a m e n e r g y c e n t e r t o t h e d o w n s t r e a m o f t h e t r o u g h a n d d e v e l o p i n g a d o w n s t r e a m e n e r g y c e n t e r o v e r n o r t h e r n s a u d i a r a b i a a n d w e s t o f i r a n . m o r e o v e r ' , ' s i m i l a r t o t h e f i r s t c a s e ' , ' w a r m a n d m o i s t a i r a d v e c t i o n o v e r n o r t h e r n s a u d i a r a b i a a n d e a s t e r n m e d i t e r r a n e a n a n d s u b s e q u e n t l y f o r c e d v e r t i c a l m o t i o n o v e r t h e w e s t o f i r a n a r e r e s p o n s i b l e f o r i n t e n s i f i c a t i o n o f t h e b a r o c l i n i c f a c t o r a n d d o w n s t r e a m d e v e l o p m e n t o f t h e e n e r g y c e n t e r . b u t f o r t h i s c a s e ' , ' b a r o t r o p i c f a c t o r ( s u c h a s r e y n o l d s s t r e s s ) i s i m p o r t a n t f o r t h e i n t e n s i f i c a t i o n o f t h e e n e r g y e n t e r . s t a t e d d i f f e r e n t l y ' , ' t h e r o l e o f t h e s u b t r o p i c a l j e t i n i n t e n s i f i c a t i o n o f t h e c y c l o n e o v e r s o u t h o f i r a n i s c l e a r l y s e e n . 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