بررسي تاوايي پتانسيلي روي سطوح همدماي پتانسيلي، بكمك يك مدل عددي و ارتباط آن با بارش بر روي ايران (مطالعه موردي: 24-28 دسامبر 2004)

Investigation of potential vorticity on isentropic surfaces and its relationship to Precipitation over Iran

هدف اصلي اين مطالعه موردي، تاوايي پتانسيلي روي سطوح همدماي پتانسيلي، به كمك مدل عددي MM5 و ارتباط آن با بارش ديدباني ايران در دسامبر 2004 شده است. نقش اغتشاش‌هاي وردسپهر بالا كه بوسيله ميدان تاوايي پتانسيلي مشخص مي‌شود در تكامل تدريجي بارش سنگين بسيار با اهميت بوده و در اين مطالعه تاوايي پتانسيلي بر روي سطوح همدماي پتانسيلي محاسبه و نتايج پيش‌بيني‌هاي مدل عددي MM5 براي چند حالت كه بارش‌هاي قابل توجهي داشته است، بررسي خواهد شد. به عبارت ديگر در اين پژوهش، توسعه و رديابي چرخندهايي كه بارش‌هاي قابل توجهي بر روي ايران داشته بر اساس تاوايي پتانسيلي روي سطوح همدماي پتانسيلي و ارتباط آن با بارش بررسي شده است. نتايج نشان دادكه اين رهيافت مي‌تواند به عنوان يك پيش‌نشانگر براي بارش، بويژه در مناطق پيچيده‌اي مانند سواحل جنوبي كه مدل نمي‌تواند بارش آن را پيش‌بيني كند، بكار برده شود. بارش‌هاي رخ داده در ايستگاه‌هاي هواشناسي براي بسياري از نقاط در محدوده‌اي است كه ميدان تاوايي پتانسيلي روي اين سطح همدماي پتانسيلي بين 1PVU تا 3PVU است.

The main objective of this study was to evaluate potential vorticity on isentropic surfaces, and its relationship with precipitation over Iran by using of a numerical mesoscale model (MM5). The model runs were initiated at 00:00 UTC, 24 and 26 December 2004 to provide 48h simulations of the cases and 6hour precipitation data from the synoptic stations of Iran meteorological organization were used. Potential vorticity (PV) is an important dynamical variable due to its conservative property in the absence of diabatic heating and friction and to its invertibility principle. Therefore PV analysis has been used in a wide range (from mesoscale to of planetary scales) of atmospheric circulations. On the synopticscale, isentropic potential vorticity anomalies evolve through a combination of translation (motion/advection), rotation, and deformation by the synopticscale wind field (Horinouchi, 2014). For these processes, isentropic potential vorticity is conserved following the motion. This study provides an overall understanding of relationship between isentropic PV and surface precipitation over Iran. The upper tropospheric disturbances are characterized by the folding of PV on the 330 K isentropic surfaces. The findings have the following major implications. (1) Application of the dynamic tropopause patterns appears to be useful for prediction of precipitation over Iran. (2) In many areas where mean daily PV values were predicted between 1.5PVU and 3PVU, surface precipitations, also have been occurred. (3) Additional research efforts are required for a deeper investigation of the role of PV on precipitation over Iran.