علیرضا محب الحجه
استاد، گروه فیزیک فضا، موسسه ژئوفیزیک دانشگاه تهران، ایران
[ 1 ] - شناسایی مجرای امواج گرانی-لختی بر روی ایران در دورۀ ژانویه تا مارس 2016
یکی از پدیدههای مهم جوی امواج گرانی–لختی هستند که در انتقال انرژی وتکانه نقش بسیار مهی ایفا می‌کنند. شرط لازم برای ماندگاری و انتشار افقی این امواج در جو، وجود مجرای موج یا موجبر است. در این پژوهش، از دادههای با تفکیک بالای سامانۀ پیشبینی جهانی (GFS) برای تعیین مکان و زمان رخداد مجراهای امواج گرانی-لختی در دورۀ سه‌ماهۀ ژانویه تا مارس 2016 بر روی ایران استفاده شد. برای شناسایی مجرای موج، دو ...
[ 2 ] - مدلی عددی به روش حجم متناهی برای شبیهسازی انتقال گردوخاک در جوّ
امروزه پدیدۀ گردوخاک در بسیاری از مناطق دنیا به‌ویژه خاورمیانه به یکی از مشکلات بزرگ تبدیل شده است. در این مطالعه، بهمنظور شبیهسازی انتقال و نهشت ذرات گردوخاک با استفاده از تعدادی از طرحواره‌های روش حجم متناهی، مدلی ارائه و خروجی هریک از این طرحواره‌ها برای دو مطالعۀ موردی بررسی شده است. همچنین بهمنظور بررسی درستی خروجی‌ها و ارزیابی نحوۀ شناسایی چشمۀ گسیل گردوخاک و گستردگی مناطق تحت پوشش آن،...
[ 3 ] - عوامل دینامیکی مؤثر بر بارش سنگین برف در تهران: مطالعۀ موردی
رویدادهای بارش سنگین اغلب باعث به‌وجود آمدن خسارات جانی و مالی جبران‌ناپذیر میشوند. از این‌رو توانایی و امکان پیشبینی صحیحِ وقوعِ این رویدادها برای سازمان‌های هشدار سریع کشورهای مختلف بسیار مهم است. کاربست روش جداسازی عامل‌ها در مطالعۀ رویدادهای بارش سنگین ضمن اینکه امکان تفکیک و بررسی دینامیکی عوامل وردسپهر زِبَرین و زیرین را در یک نمونۀ واقعی می‌دهد، تخمینی کمّی نیز از سهم تعاملی و خالص هریک از ...
[ 4 ] - On the Relation Between the Large-Scale Tropospheric Circulation and Air Quality in Tehran
The large-scale tropospheric circulation can play a controlling role in the accumulation and ventilation of air pollutants. It thus impacts air quality in large urban areas. This paper investigates the statistical relations between the dynamical indices related to circulation in the troposphere and visibility as a surrogate for air pollution in the urban area of Tehran for the climatological pe...
[ 5 ] - آثار فازهای مختلف نوسان مدن- جولین بر برخی کمیتهای هواشناختی وردسپهر درجنوب‌غرب آسیا
در این مطالعه با استفاده از دادههای بازتحلیل NCEP/NCAR و شاخص چندمتغیرۀ نوسان مدن-جولین تلاش شده است تا آثار فازهای مختلف این پدیده بر توزیع برخی از کمیتهای مهم هواشناختی در منطقۀ خاورمیانه، بررسی و برای آن توضیحِ فیزیکی ارائه شود. به‌این منظور دوره‌های بحرانی MJO از سال 1974 تا 2015 براساس شاخص آن تفکیک شده ومیانگین و بی‌هنجاری کمیتهای منتخب به‌دست آمده است. نتایج نشان داد که اثر هم‌شاری و و...
[ 6 ] - شناسایی الگوهای گردش جوّی پدیدآورندۀ بارش‌های مهم همراه با بی‌هنجاری سرد در تهران: مقایسۀ دو روش خوشه‌بندی
پژوهش حاضر با هدف مقایسه و ارزیابی توانمندی دو روش خوشه‌بندی با پیش‌پردازشگر تحلیل مؤلفه‌های اصلی و روش تحلیل مؤلفه‌های اصلی با آرایۀ T، در شناسایی الگوهای گردش جوّی پدیدآورندۀ بارش‌های مهمِ تهران به انجام رسیده است. برای این منظور با استفاده از دادههای بارش روزانه زمستانۀ ایستگاه مهرآباد در دورۀ آماری 2013-1951 تعداد 133 رویداد بارشی متوسط تا سنگین برای منطقه شناسایی شد. با اعمال دو روش طبقه‌بن...
[ 7 ] - بررسی بی هنجاری اقلیمی ایران در آبان‌ماه 1390 از دیدگاه دینامیک بزرگ‌مقیاس
بر اساس آمارهای سازمان هواشناسی ایران به نقل از گزارش انجمن هواشناسی آمریکا در بررسی وضعیت اقلیم جهان در سال 2011، بخش بزرگی از کشور در پاییز 2011 دارای مقادیر چشم‌گیر بی‌هنجاری منفی دما همراه با بی‌هنجاری مثبت بارش نسبت به میانگین‌های اقلیم‌شناختی در دوره 1960 تا 2010 میلادی بوده است. سهم عمده در شکل‌گیری این بی‌هنجاری‌ها را حاکمیت یک دوره بلند سرما همراه با بارش در بخش‌های گسترده‌ای از کشور د...
[ 8 ] - On the source of plasma density and electric field perturbations in PMSE and PMWE regions
تشکیل ابرهای مسسفری در فصل تابستان و در ارتفاع ۸۰ تا ۹۰ کیلومتری از سطح زمین در نواحی قطبی دارای اهمیت بسیار زیادی می باشند. ارتباط مستقیم بین افزایش مشاهده این ابرها و پدیده گرم شدن کره زمین از دلایل اصلی اهمیت مطالعه این ناحیه می باشد. طبق تحقیقات انجام شده افزایش گازهای گلخانه ای باعث کاهش دما در این ناحیه از جو می شود. از طرف دیگر افزایش گاز متان و فرایند تجزیه آن توسط نور خورشید نیز باعث ا...
[ 9 ] - شناسایی تغییرات زمانی مکانی چرخندهای شدید در مدیترانه، با الگوریتم عددی
در این پژوهش تغییرات زمانی- مکانی چرخندها در مدیترانه با الگوریتم رقومی طی دوره 1980 تا 2013 مطالعه گردید. برای این منظور از دادههای باز تحلیل شده ERA-Enterim با تفکیک شبکه 5/0 × 5 /0 درجه در تراز 1000 هکتوپاسکال استفاده گردید، گام زمانی این داده ها بصورت 6 ساعته و محدوده -10 تا 64 درجه طول شرقی و 23 تا 50 عرض شمالی برای این پژوهش انتخاب گردید. برای شناسایی چرخندها از الگوریتم کمینه فشار تراز ...
[ 10 ] - ارزیابی کاربست پارامترهای استوکس در برآورد ویژگیهای امواج گرانی–لختی
در این پژوهش، قابلیت‌ها و محدودیت‌های استفاده از پارامترهای استوکس در برآورد ویژگیهای امواج گرانی–لختی طی یک رخداد موج بر روی ایران بررسی شد. نتایج نشان داد پارامترهای استوکس به‌طور مستقیمنمی‌تواند بخش بالابسامد امواج گرانی–لختی را آشکار کند. همچنین اثر باد زمینه، مانع از برآورد دقیق از جهت‌گیری افقی انتشار امواج میشود. از طرف دیگر ماهیت این روش قادر به تمایز جهت انتشار شرق‌سو (شمال‌سو) و غرب...
[ 11 ] - ارزیابی و مقایسه شبیهسازیهای مدلهای HARMONIE و WRF در مقیاس همرفتی در منطقه غرب ایران
استفاده از مدلهای پیشبینی عددی وضع هوا برای پیشبینی پدیدههای هواشناسی در مقیاس همرفتی توجه زیادی را به خود جلب کرده است. بدینمنظور استفاده از مدلهای مختلف پیشبینی عددی وضع هوا و مقایسه نتایج شبیهسازی این مدلها در درک بهتر مشکلات مرتبط با این مقیاسها و شناخت خطاهای سامانمند مدلها کمک بسیاری خواهد کرد. در این تحقیق شبیهسازیهای مختلف با استفاده از دو مدل میانمقیاس WRF و HARMONIE و با...
[ 12 ] - تأثیر گذار برونحارهای چرخند چاپالا بر توسعه سامانه‌های جوّی عرض‌های میانی: توسعه و پشته‌زایی بر روی جریان جتی
چرخند حاره‌ای چاپالا بعد از توفان گونو دومین توفان حاره‌ای قوی منطقه شمالی اقیانوس هند بوده است. در خصوص توفان گونو باید گفت که این توفان تأثیر مستقیم بر بارش سواحل جنوب شرقی ایران داشته است، حال آنکه هدف پژوهش حاضر بررسی تأثیر غیرمستقیم توفان چاپالا در بارش‌های بسیار شدید غرب ایران است. همچنین این موضوع مورد مطالعه قرار گرفته است که آیا این تأثیر غیرمستقیم به دلیل گذار برونحارهای توفان از طر...
[ 13 ] - ساختار هندسی جت آفریقا-آسیا در وردسپهر زبرین و پاسخ آن به گرمایش زمین در مدلهای CMIP5
در این پژوهش، چگونگی شبیهسازی جت جنبحارهای آفریقا-آسیا در وردسپهر زبرین در مقایسه با دادههای بازتحلیل و همچنین شبیهسازی پاسخ این جت به تغییر اقلیم در خروجی مدلهای مرحله پنجم از «پروژه مقایسه متقابل مدلهای جفت شده» موسوم به CMIP5 ارزیابی و تحلیل میشود. دادههای بازتحلیل مورد استفاده در این کار برای بررسی خطای مدلها، ERA-Interim میباشد. این مطالعه بر مبنای شاخصهای هندسی جت شامل عرض جغ...
[ 14 ] - کاربست دادهگواری در مدل WRF برای شبیهسازی بارش ناشی از یک سامانه همدیدی در غرب ایران
استفاده از مدلهای پیشبینی عددی وضع هوا برای پیشبینی عددی توزیع مکانی و زمانی بارش با تفکیک بالا توجه زیادی را به خود جلب کرده است. کاهش دقت پیش‌بینی‌ها عمدتاً وابسته به میزان خطا در شرایط اولیه و انتخاب نامناسب طرحواره های فیزیکی میباشد. در این تحقیق تاثیر دادهگواری در بهبود پیشبینی بارش در منطقه غرب ایران مورد بررسی قرار گرفته است. آزمایشهای دادهگواری مختلف با استفاده از روش دادهگواری ...
[ 15 ] - ارزیابی اثر بسته‌موج‌های کژفشار اقیانوس اطلس شمالی بر مسیر توفان دریای مدیترانه در زمستان 2012-2011
وضعیت جوی منطقه مدیترانه و ارتباط آن با نواحی مجاور از این نظر که مدیترانه در زمستان نیمکره شمالی دارای فعالیت جوی زیاد است، مورد پژوهش گسترده قرار داشته و به‌ویژه بر روی تأثیرپذیری این منطقه از مسیر توفان اطلس شمالی و برهمکنش بین این دو مسیر توفان تأکید شده است. در این پژوهش با توجه به دو الگوی معرفی شده در کار احمدی و همکاران در سال 2014 به شناسایی و درک بهتر سازوکار برهمکنش بسته‌موج‌ها در ان...
[ 16 ] - عدم قطعیت در تعیین امواج گرانی لختی در یک بررسی موردی روی ایران
از روش های مرسوم برای به دست آوردن ویژگی های موج گرانی لختی رسم شتاب نگار و رسم میدان واگرایی افقی است. در این پژوهش، عدم قطعیت ها در کاربست این دو روش برای برآورد ویژگی های موج گرانی لختی مشاهده شده در طی یک مطالعه موردی روی ایران بررسی میشود. داده های موردنیاز برای اجرای روش شتابنگار، اطلاعات به دست آمده از رادیوگمانه های پرتاب شده از چهار ایستگاه جو با...
[ 17 ] - بررسی اثر گوارد دادههای رادار در مدل عددی ARPS در شبیهسازی بارش حاصل از سامانة همدیدی 31 مارس 2009 در منطقه تهران
استفاده از دادههای راداری در تشخیص پدیدههای جوّی با کیفیت زمانی و مکانی مناسب یکی از روشهای تصحیح پیشبینی عددی کمیتهای جوّی است. در این پژوهش با استفاده از سامانه دادهگواری مدل عددی ARPS تاثیر دادههای راداری بر پیشبینی میان‌‌مدت میزان بارش در منطقه تهران و قم مورد بررسی قرار میگیرد. سامانه همدیدی مورد‌نظر که در روز 31 مارس 2009 مناطق مرکزی و جنوبی کشور را تحت تاثیر قرار داد، نا...
[ 18 ] - بررسی دینامیک مسیر توفان مدیترانه از دیدگاه شار فعالیت موج راسبی
هدف اصلی این تحقیق بررسی دینامیک مسیر توفان مدیترانه براساس کمیت دینامیکی فعالیت موج راسبی و شار آن است. با توجه به تاثیرپذیری مسیر توفان مدیترانه از مسیر توفان اقیانوس اطلس شمالی، یکی از مسائل مهم مطرح چگونگی تابش موج راسبی از مسیر توفان اقیانوس اطلس شمالی به مسیر توفان مدیترانه است. دادههای به‌کاررفته در این بررسی مربوط به بازه زمانی دسامبر تا فوریه سالهای 2004-2005 است. بهمنظور بررسی شار...
[ 19 ] - حساسیت تولید امواج گرانی- لختی به درجه کژفشاری در مدل دولایه‌ای روی کره
در این مقاله، شبیهسازی ایده‌آلی از تولید امواج گرانی– لختی در شارش تاواری در یک مدل عددی شامل معادلات بسیط روی کره با دو لایه هم‌دمای پتانسیلی و کاربست الگوریتم عددی فرابرد پربندی نیمهلاگرانژی برای حل معادلات، صورت میگیرد. شرایط اولیه مدل برای چهار آزمایش شامل یک جت متوازن با دمای پتانسیلی یکسان در لایه زیرین و دمای پتانسیلی متفاوت در لایه بالایی است. نتایج بیانگر آن است که بیشینه میانگین آ...
[ 20 ] - تحلیل چرخه‌های نوسان تاوه قطبی در یک مدل آب کم‌عمق برای پوش‌سپهر با استفاده از فرایافت‌های شبه‌لاگرانژی
برای تحلیل و بررسی چرخه‌های نوسان تاوه قطبی از دادههای بلندمدت مدل آب کم‌عمق برای پوش‌سپهر استفاده شده است. اثر ترکیبی واداشت‌های موجی و گرمایی عامل مولد چرخة نوسان تاوة قطبی در مدل آب کم‌عمق به‌کاررفته است. برای آشکارسازی نقش پوش‌سپهر در ایجاد تغییرپذیری، واداشت موجی مستقل از زمان به‌واسطة عامل کوهساری و واداشت تابشی نیز بهصورت یک فرایند واهلش گرمایی در معادله پیوستگی جرم وارد شده است. در ا...
[ 21 ] - چندجمله‌ای درون‌یاب هرمیت درجه سوم یکنوا و کاربرد آن در تبدیل مختصات برای مدلهای پیشبینی عددی وضع هوا
درون‌یابی یکی از ابزارهای ضروری برای پژوهشهای هواشناسی است. کاربرد روشهای درون‌یابی در پیشبینی عددی پررنگتر است به‌گونه‌ای که از ارکان اصلی حل معادلات با روشهای لاگرانژی و نیمهلاگرانژی است. یکی از مشکلات عمده در اختصاص یک چندجمله‌ای به تابع مورد نظر برای درون‌یابی، نایکنوایی است. معمولاً در یک چندجمله‌ای، هنگام درون‌یابی در بازه بین دو نقطه، بیشینه و کمینه نسبی ایجاد میشود، مگر آنکه تابع ...
[ 22 ] - شناسایی و شبیهسازی امواج گرانی- لختی در وردسپهر زیرین روی تهران در دوره 2015-1961
امواج گرانی- لختی، از جمله عواملی هستند که میدانهای هواشناختی را تحتتأثیر خود قرار می‌دهند و با انتقال تکانه، انرژی و جرم سبب ایجاد پریشیدگی در میدانهای باد، دما و فشار میشوند. بنابراین شناخت چشمههای تولید این امواج و بررسی ویژگیهای آنها بسیار حائز اهمیت است. با توجه به اینکه تاکنون مطالعهای برای شناسایی امواج گرانی- لختی در یک دوره اقلیمی روی تهران صورت نگرفته است، در این پژوهش به ک...
[ 23 ] - مطالعه فراوانی و توزیع تاشدگی وردایست و تغییرات فصلی آن در سالهای 2013-2015 با تأکید بر منطقه جنوبغرب آسیا
هدف این پژوهش مطالعه فراوانی و توزیع جهانی رخداد تاشدگی وردایست، با تأکید بر منطقه جنوبغرب آسیا، و همچنین تغییرات فصلی آن در فاصله سالهای 2013 تا 2015 است. بدینمنظور میدانهای اولیه از قبیل باد، دما و ارتفاع ژئوپتانسیلی از دادههای بازتحلیل Interim) ECMWF (ERA- اخذ و میدانهای ثانویه مانند تاوایی پتانسیلی (PV) و دمای بالقوه (θ) محاسبه شده است. تشخیص تاشدگی وردایست دینامیکی بر اساس الگوریتم...
[ 24 ] - مطالعه اثر نوسان اطلس شمالی بر رابطه بین مسیرهای توفان اطلس شمالی و مدیترانه با استفاده از دادههای بازتحلیل NCEP/NCAR و JRA-55
نوسان اطلس شمالی (NAO) بهعنوان مهمترین عامل اثرگذار بر وضع هوای اروپا و مدیترانه و همچنین موقعیت مکانی و جهت مسیر توفان مطرح است، بهطوریکه مسیرهای توفان تحتتأثیر این پدیده دورپیوند هستند. هدف این پژوهش، نگاهی نو به اثر NAO بر مسیرهای توفان اطلس و مدیترانه از دیدگاه انرژتیک با استفاده از مجموعه دادههای بازتحلیل JRA-55 و مقایسه نتایج آنها با دادههای بازتحلیل NCEP/NCAR است. بدین منظور، نقشه...
[ 25 ] - کاربست چندجمله‌ای‌های هرمیت مکعبی در ساخت روش نیمهلاگرانژی یکنوا برای معادله فرارفت
از آنجا که روشهای نیمهلاگرانژی محدودیت پایداری به‌شرط کورانت-فردریکس-لوی (CFL) ندارند، بهصورت وسیعی در مدلهای گردش کلی بهکار برده میشوند. در غالب صورتهای روش نیمهلاگرانژی، برای محاسبه کمیت حلشونده (مانند سرعت باد، رطوبت، دما و جرم) درون‌یابی در فاصله بین نقاط شبکه ای لازم است. از مشکلات مواجه در کاربرد روش نیمهلاگرانژی تولید نوسان اضافی در مناطق با گرادیان شدید است. دو رویکرد برای حذف...
[ 26 ] - شبیهسازی رویدادهای بارش حدی همراه با بی‌هنجاری سرد در منطقه تهران
ا توجه به موقعیّت مهّم اقتصادی و سیاسی تهران، هدف اصلی این پژوهش سعی در بهبود شبیهسازی بارش‌های متوسط و سنگین همراه با بی‌هنجاری سرد دمایی در این منطقه است. با استفاده از روشهای آماری 133 مورد بارش فرین سرد در ماه‌های اکتبر تا مه سالهای 1951 تا 2013 استخراج و بررسی شده است. از آنجا که شبیهسازی همة این موارد با پیکربندی‌های فیزیکی مختلف، کاری زمان‌بر و دشوار بوده و همچنین پیکربندی مدل وابسته ب...
[ 27 ] - بررسی انرژتیک اثر دورپیوند شرق اطلس/غرب روسیه (EA/WR) بر منطقه مدیترانه و جنوبغرب آسیا
الگوی دورپیوند شرق اطلس/غرب روسیه (EA/WR) در وضع هوای پاییز و زمستان اروپا و جنوبغرب آسیا نقش حائز اهمیتی دارد. هدف پژوهش حاضر شناخت نحوه اثرگذاری این دورپیوند بر گردشهای جوی و تبادلات انرژتیک چرخندها در فازهای بحرانی (قوی) مثبت و منفی آن است. ابتدا با استفاده از دادههای بازتحلیل NCEP/NCAR از سال 1950 تا 2014 برای زمستان 4 ماهه (نوامبر تا فوریه)، تحلیل دینامیکی از میانگین همادی و بی‌هنجاری ...
[ 28 ] - بررسی تغییرات اقلیمیِ مسیرهای توفان زمستان در اطلس، مدیترانه و جنوبغرب آسیا با مدل MPI-ESM-LR تحت سناریوی RCP8.5 در پروژه CMIP5
در این پژوهش، اثر گرمایش زمین بر مسیرهای توفان اطلس و مدیترانه در فصل زمستان براساس دادههای خروجی مدل ماکس‌پلانک در شبیهسازیهای مرحله پنجم از "پروژه مقایسه متقابل مدل جفت‌شده" موسوم به CMIP5 بررسی میشود. سناریوی تاریخی (historical) برای دوره گذشته و سناریوی RCP8.5 برای دوره آینده بهکار رفته است. برای تحلیل مسیر توفان یا فعالیت پیچکی، از پایستاری فعالیت موج استفاده شده است. بررسی دینامی...
[ 29 ] - حل عددی معادله فرارفت دوبعدی در هندسه کروی روی یک شبکه یین- یَنگ با استفاده از روش مک‌کورمک فشرده مرتبه چهارم
با توجه به هندسه تقریباً کروی جو و اقیانوس، حل عددی معادلات حاکم بر این لایهها نیازمند استفاده از یک شبکه کروی مناسب است. شبکه یین- یَنگ یکی از انواع شبکههای همپوشان است. این شبکه ترکیبی از دو شبکه به نامهای یین و یَنگ، با یک هم‌پوشانی مختصر است که هر دو، شبکههایی متعامد بر پایه شبکه متداول طول و عرض جغرافیایی هستند. هیچ نقطه تکینه‌ای روی این شبکه وجود ندارد و فاصلهبندی شبکه‌ای آن شبهیکنواخ...
[ 30 ] - مقایسه حل عددی معادله فرارفت دوبعدی در هندسه کروی روی سه نوع شبکه یین- یَنگ
لایه‌های مختلف کره زمین ازجمله اقیانوس‌ها و جو، هندسه تقریباً کروی دارند و با توجه به پیچیدگی‌های موجود در شارش‌های جوی و اقیانوسی، استفاده از یک شبکه کروی مناسب برای حل عددی معادلات حاکم بر این شارش‌ها ضروری است. شبکه یین- یَنگ یکی از انواع شبکههای کروی همپوشان است. این شبکه حاصل ترکیب دو شبکه به نامهای یین و یَنگ با یک سطح هم‌پوشانی است که مقدار این هم‌پوشانی قابلیت تغییر دارد. در ادامه به بر...
[ 31 ] - بررسی ارتباط تاوه قطبی پوشن‌سپهری با ساختار وردایست دینامیکی در منطقه جنوبغرب آسیا همراه با دو مطالعه موردی
نتایج پژوهشهای انجامشده حاکی از آن است که پیش‌بینیپذیری وضع هوا در مقیاسهای زمانی فراتر از دو هفته، با جفتشدگی دینامیکی بین گردشهای وردسپهر و پوشنسپهر امکانپذیر است. بنابراین شناخت و درک کامل سازوکار جفتشدگی پوشنسپهر- وردسپهر، نیاز به مطالعات بیشتر و جامعتری دارد. هدف اصلی پژوهش حاضر، مطالعه این سازوکار با تمرکز بر منطقه جنوبغرب آسیا است. در این پژوهش، دادههای روزانه بازتحلیل NCEP/...
نویسندگان همکار