مدل‌سازی انتقال بار الکتریکی درون اَبر (آذرخش) و پیاده‌سازی آن در یک مدل پیش‌یابی یک‌بُعدی ابر قائم

Authors

  • عباسعلی علی‌اکبری بیدختی استاد، گروه فیزیک فضا، موسسه ژئوفیزیک دانشگاه تهران، ایران
  • مریم قرایلو استادیار، گروه فیزیک فضا، موسسه ژئوفیزیک دانشگاه تهران، ایران
  • نفیسه پگاه‌فر استادیار، پژوهشگاه ملی اقیانوس شناسی و علوم جوی، تهران، ایران
Abstract:

یکی از پدیده‌‌های جوّی آذرخش است. برخورد گویچه‌‌های برف با ذرات یخ (یا برف) در جریان‌های بالاروی قائم و در حضور آب مایع ابراشباع، موجب تفکیک بارهای الکتریکی در ابرها و ایجاد آذرخش می‌‌شود. علی‌رغم اینکه آذرخش از مشخصه‌‌های سامانه‌‌‌‌های شدید آب ‌و‌ هوایی به شمار می‌‌رود، اما امکان پیش‌بینی پتانسیل وقوع آن در پیش‌بینی‌‌های کوتاه‌مدت تا حد کمی برآورده شده است. لذا هدف اصلی در این تحقیق، بررسی تفکیک بار درون ابر (در مقیاس خُردفیزیک) و پیاده‌سازی آن در قالب یک مدل یک‌بُعدی ابر به‌‌منظور مشخص کردن چگالی بار در یک توفان تندری است. در‌نهایت با استفاده از مقایسه بین شدت میدان الکتریکی (ناشی از بارهای ایجاد شده در داخل ابر) و میدان بار الکتریکی آستانه، زمان شکل‌گیری آذرخش برای یک مورد تحقیقاتی برآورد می‌‌شود. در این پژوهش میانگین بار انتقالی حاصل از برخورد گویچه برف و بلور یخ با کاربست روابط پارامتری سندرز و همکاران (1991) و با استفاده از یک گمانه‌زنی ایده‌آل شبیه‌سازی شد. این شبیه‌سازی به‌‌مدت 70 دقیقه با گام زمانی 1 ثانیه و قدرت تفکیک مکانی 250 متر در راستای قائم تا ارتفاع 15 کیلومتری صورت گرفت. برای بررسی رخداد آذرخش پارامترهای سرعت قائم نسبی گویچه‌‌های برف نسبت به هوای درون ابر، نسبت‌‌های اختلاط گویچه برف و یخ، میدان الکتریکی حاصل از برخورد گویچه برف و بلور یخ و میانگین بار انتقالی در این برخورد محاسبه شد. تحلیل نتایج نشان داد که در این مورد تحقیقاتی رخداد‌‌های آذرخش در بین زمان‌‌های 35 تا 50 دقیقه بعد از زمان آغازگری رخ داده است. نکته قابل‌‌توجه حضور هم‌زمان گویچه‌‌های برف و بلور یخ در درون ابر در آغازگری میدان الکتریکی است. با برقراری این شرط و ایجاد برخورد بین این ذرات میدان الکتریکی درون ابر به‌وجود می‌‌آید. به محض اینکه شدت میدان الکتریکی (مثبت یا منفی) از حد آستانه تعریف شده مارشال و همکاران (1995) بیشتر شود، آذرخش اتفاق می‌‌افتد. با گذشت زمان و کاهش نسبت‌‌های اختلاط گویچه‌‌های برف و بلورهای یخ میدان الکتریکی درون ابر در ارتفاع‌‌های بالا تضعیف شده و میدان الکتریکی در ارتفاع‌‌های پایین‌‌تر (به‌‌واسطه ریزش ذرات بارشی) تشکیل می‌‌شود. شکل‌گیری میدان منفی با توجه به علامت منفی بار الکتریکی انتقال‌یافته در برخورد قابل‌‌توجیه است.    

Upgrade to premium to download articles

Sign up to access the full text

Already have an account?login

similar resources

مدل سازی انتقال بار الکتریکی درون اَبر (آذرخش) و پیاده سازی آن در یک مدل پیش یابی یک بُعدی ابر قائم

یکی از پدیده های جوّی آذرخش است. برخورد گویچه های برف با ذرات یخ (یا برف) در جریان های بالاروی قائم و در حضور آب مایع ابراشباع، موجب تفکیک بارهای الکتریکی در ابرها و ایجاد آذرخش می شود. علی رغم اینکه آذرخش از مشخصه های سامانه های شدید آب و هوایی به شمار می رود، اما امکان پیش بینی پتانسیل وقوع آن در پیش بینی های کوتاه مدت تا حد کمی برآورده شده است. لذا هدف اصلی در این تحقیق، بررسی تفکیک بار درون ...

full text

پیاده سازی سه مجموعه روابط پارامتری انتقال بار الکتریکی در مدل یک بُعدی ابر

از آنجا که نتایج شبیه سازی میدان الکتریکی درون ابر به مقدار زیادی به روابط مورد استفاده در پارامترسازی انتقال بار الکتریکی حساس است، در این پژوهش سه مجموعه روابط پارامتری پیشنهاد شده تاکاهاشی در 1978 و 1984 (tak)، جایاراتنه و همکاران در 1983، گاردینر و همکاران در 1985 و زیگلر و همکاران در 1991 (jgz) و سندرز و همکاران در 1991 (san) کُدنویسی و در مدل یک بُعدی ابر قائم پیاده سازی شد. نتایج حاصل از ب...

full text

پیاده‌سازی سه مجموعه روابط پارامتری انتقال بار الکتریکی در مدل یک‌بُعدی ابر

از آنجا که نتایج شبیه‌سازی میدان الکتریکی درون ابر به مقدار زیادی به روابط مورد استفاده در پارامترسازی انتقال بار الکتریکی حساس است، در این پژوهش سه مجموعه روابط پارامتری پیشنهاد شده تاکاهاشی در 1978 و 1984 (TAK)، جایاراتنه و همکاران در 1983، گاردینر و همکاران در 1985 و زیگلر و همکاران در 1991 (JGZ) و سندرز و همکاران در 1991 (SAN) کُدنویسی و در مدل یک‌بُعدی ابر قائم پیاده‌سازی شد. نتایج حاصل از ب...

full text

ابر گهر بار

full text

مطالعه موردی تأثیر برخی خصوصیات دینامیکی و خردفیزیکی ابر بر آذرخش درون‌ابری با استفاده از مدل WRF

از مشخصه­های بارز توفان­های تندری، آذرخش است. فعالیت آذرخش معمولاً 10 تا 20 دقیقه زودتر از بارش صورت می­گیرد و همچنین آذرخش­های درون­ابری زودتر از آذرخش­های ابر به زمین رخ می­دهند. در این پژوهش به‌منظور مطالعه اثر برخی خصوصیات دینامیکی و خردفیزیکی ابر بر میدان الکتریکی و آذرخش درون­ابری از مدل WRF برای شبیه­سازی دو رخداد توفان تندری با مقادیر CAPE متفاوت در منطقه تهران استفاده شد. در این راستا، ...

full text

ابر گهر بار

0

full text

My Resources

Save resource for easier access later

Save to my library Already added to my library

{@ msg_add @}


Journal title

volume 40  issue 1

pages  137- 148

publication date 2013-04-21

{@ msg @}

By following a journal you will be notified via email when a new issue of this journal is published.

Keywords

Hosted on Doprax cloud platform doprax.com

copyright © 2015-2023