شبیه‌سازی هواویزها و واداشت تابشی ناشی از آنها با استفاده از مدل جفت‌شده هواویز HAM و مدل میان‌مقیاس پیش‌بینی وضع هوا WRF

در این پژوهش سیستم جفت‌شده جدیدی از طرحواره هواویز HAM با مدل میان‌مقیاس پیش‌بینی عددی وضع هوا WRF معرفی شده است. در مقایسه با طرحواره‌های هواویز به‌کاررفته در مدل WRF، طرحواره هواویز HAM از دستاورد جدیدی تحت عنوان روش شبه مدال برای توزیع اندازه ذرات هواویز استفاده می‌کند. پنج نوع اصلی هواویزهای جهانی شامل سولفات، کربن سیاه، کربن آلی، ذرات گردوغبار و نمک دریا در این مدل در نظر گرفته شده‌اند. شبیه‌سازی‌های اولیه حاصل از مدل جفت‌شده WRF-HAM برای یک دوره شبیه‌سازی شش روزه از 6 مه تا 12 مه 2006 آورده شده است و نتایج با شبیه‌سازی‌های حاصل از طرحواره هواویز موجود در نسخه دوم مدل WRF، یعنی طرحواره MADE، مقایسه شده‌اند. غلظت جرمی شبیه‌سازی شده ذرات PM10 در منطقه تهران با استفاده از مدل جفت شده جدید، بهبود قابل ملاحظه‌ای نسبت به طرحواره هواویز MADE نشان می‌دهد. وارد کردن هواویزها در شبیه‌سازی‌های مدل، منجر به واداشت تابشی منفی و ایجاد سرمایش به‌ویژه در مناطق با مقادیر بزرگ شار گسیل ذرات گرد و غبار و واداشت تابشی مثبت و تولید گرمایش در مناطق دارای هواویزهای کربن سیاه در حوزه شبیه‌سازی می‌شود. اختلاف شار تابش طول موج کوتاه پایین‌سوی شبیه‌سازی شده و مقادیر مشاهداتی در منطقه تهران با وجود هواویزها کوچک‌تر شده و این بهبود در طرحواره جدید HAM نسبت به طرحواره MADE قابل ملاحظه‌تر است. شار تابش موج کوتاه پایین‌سو تا بیش از 40 وات بر مترمربع در شبیه‌سازی‌های HAM بهبود می‌یابد. تغییرات کوچکی نیز در دمای جو و فشار سطحی با در نظر گرفتن هواویزها در مدل ایجاد می‌شوند. متوسط روزانه عمق نوری شبیه‌سازی شده با مدل، توافق خوبی با توزیع مکانی مشاهداتی از داده‌های ماهواره MODIS نشان می‌دهد. از سوی دیگر مقادیر شبیه‌سازی شده عمق نوری در طول موج 500 نانومتر با طرحواره HAM با مقادیر مشاهداتی حاصل از داده‌های جهانی AERONET در ایستگاه سولار ویلیج نیز بهبود قابل ملاحظه‌ای نسبت به عملکرد MADE نشان می‌دهد.