مدل های آب و هوایی RCMs و Glim Gen

1. مدل Glim Gen

Glim Gen یک مولد سناریوی آب وهوایی است که با هدف اجازه دادن به کاربران برای کشف برخی از ابهامات در تغییرات آب و هوایی آینده در مقیاس منطقه­ ای طراحی شده است؛ این مدل به اصطلاح «الگو ـ مقیاس» نامیده می­شود و با رویکرد به تولید اطلاعات تغییرات آب و هوایی برای تغییر میانگین دمای جهانی طراحی شده است. روش الگوی ـ مقیاس متکی بر این فرض است که الگوی تغییرات آب و هوایی (شامل ساختار جغرافیایی، فصلی و چند متغیره) شبیه­ سازی شده توسط مدل­ های جفت شده گردش عمومی جو ـ اقیانوس (AOGCMs) و نسبتاً ثابت برای (AOGCM) تحت طیف وسیعی از نرخ و مقدار گرم شدن کره زمین است. به شرطی که تغییرات به عنوان تغییر در واحد کلوین از میانگین جهانی تغییر دما بیان شود و الگوهای نرمال تغییر آب و هوا را انجام دهد، با این حال، تنوع قابل توجهی بین مدل ­های جفت شده گردش عمومی جو ـ اقیانوس مختلف نشان می­دهد و این تنوع ClimGen­ است که اصولاً برای کشف طراحی شده است.

این مدل به عنوان یک مولد تصادفی داده­ های هواشناسی، قابلیت برآورد پارامترهای بارندگی، دما، تابش خورشیدی، نقطه شبنم، رطوبت نسبی و سرعت باد برای یک مکان جغرافیایی مشخص را دارد؛ که ابتدا به عنوان جزئی از پروژه پیش­بینی فرسایش آب (WEPP) توسعه پیدا کرد. این مدل رخداد بارندگی روزانه را با استفاده از روش زنجیره­ ی مارکف شبیه ­سازی می­کند که اساس کار آن طول دوره ­های خشک و مرطوب است.

2. مدل­ های آب و هوایی منطقه­ ای (RCMs)

معایب مدل­ های GCM و نیز قدرت تفکیک این مدل­ ها برای گردش ­های جوی مقیاس خرد و متوسط (گردش جوی متأثر از توپوگرافی یا سطح زمین) مناسب نیست؛ زیرا مقیاس ­های GCM قادر نیست مقیاس ­های مکانی موردنظر برای بررسی اثرات متقابل اقلیم را نمایش دهد؛ بنابراین یک گزینه مهم یعنی تولید جزئیات شبیه­ سازی شده در یک محدوده از درون مدل­ های GCM مطرح می­شود. مدل­ های منطقه­ ای بر پایه این اندیشه بنا نهاده شده­ اند که مقیاس های زمانی ـ مکانی بزرگ می­توانند پایه مقیاس­ های کوچک باشند. در واقع می­توان از مقیاس ­های بزرگ  داده ­های مربوط به مقیاس ­های کوچک را استخراج نمود ضمن آن که مسیر معکوس نیز امکان پذیر است. هدف این مدل ­ها بر پایه بازآفرینی و پیش­بینی جزئیات یک محدوده معین و به منظور کاربردهای متعدد این قبیل مدل­ ها نمو یافت. یکی از کاربردها نیاز به قدرت تفکیک زیاد (تا چند کیلومتر) بوده است. این مدل ­ها از دهه 1970 رایج شده ­اند و هم اکنون با کاربردهای بسیار وسیعی شامل هواشناسی، پیش­بینی ­های کوتاه­ مدت و فصلی هوا، مطالعه کیفیت و فرآیند هوا، بازسازی اقلیمی و پروژه ­های تغییر اقلیم مورد توجه­ اند.

استراتژی اساسی در مدل­سازی منطقه­ ای بر دو رهیافت متکی است. در رهیافت اول اساس مدل­ های منطقه­ ای برپایه مدل ­های  GCM است؛ که به منظور شبیه­ سازی پراکنش زمانی ـ مکانی الگوهای اقلیمی نظیر بارش، دما، باد بر روی ناحیه موردنظر و با قدرت تفکیک چند ده کیلومتر صورت می­گیرد. در این رهیافت، مدل­ های متکی بر فرایندهای فیزیکی با همان پیچیدگی مدل­ های GCM است. در رهیافت دوم پیکره فیزیکی با استخراج و پارامتریزه شدن مشخصات فیزیکی مدل از یک محدوده مشخص، قدرت تفکیک بهینه مدل استخراج و طراحی می­گردد. در این مدل ­ها داده ­ها از مقادیر پیش­بینی رقومی هوا استخراج و تحلیل می­شود. این رهیافت متکی بر روابط مشاهده شده بین عوامل تأثیر گذار در مقیاس ­های منطقه ­ای و بزرگ است.

در مدل­ های منطقه ­ای علاوه بر پهنه ­ها و نیروهای مرتبط نظیر خشکی ­ها، پهنه ­های آبی و یخی به برخی از متغیرهای سطحی نظیر دمای سطحی، رطوبت و دمای خاک و روابط خاک با گیاه و غیره که در مدل­ های GCM کمتر در معرض اهتمام دقیق بوده نیز توجه ویژه می­شود .

انگیزه­ ی توجه به مدل ­های آب و هوای منطقه ­ای، وضوح بسیار ضعیف مدل­ های آب و هوایی سیاره­ای در رابطه با فرآیندهای آب و هوای محلی و منطقه ­ای است. مدل­ های منطقه ­ای به منظور بهبود جزییات مکانی و توجه به تغییرات منطقه ­ای و محلی گسترش داده شدند. پس مدل­ های آب و هوایی منطقه ­ای دورن یک مدل سیاره­ای، به طور محلی برای افزایش وضوح و ارزشمند سازی اطلاعات خروجی مدل لانه گزینی می­کند. همچنان که مدل­ های آب و هوایی سیاره­ای پاسخ گردش عمومی به نیروهای بزرگ مقیاس را شبیه­ سازی می­کنند، مدل­ های آب و هوایی منطقه­ ای اثر نیروهای کوچک مقیاس را شبیه ­سازی کرده و اطلاعات مقیاس منطقه­ ای مطلوبی فراهم می­کنند. منظور از مقیاس منطقه­ای 10⁴ و 10⁷ کیلومتر مربع است که 10⁷ کیلومتر مربع مقیاس زیر قاره ­ای، 10⁴ کیلومتر مربع کوچک­ترین مقیاس مدل ­های آب و هوایی منطقه­ ای کنونی و مقیاس­ های کوچک­تر از 10⁴ کیلومتر مربع مقیاس محلی هستند .

معروف ترین مدل­ های جوی و آب و هوایی منطقه­ ای :

• مدل mm5
• مدل wrf
• مدل regcm
• مدل TAMP
• مدل PRFCIS

منابع:

الطافی ن، 1396، پروژه کارشناسی، معرفی مدل های بررسی کننده تغییر اقلیم، دانشکده محیط زیست کرج.

گودرزی، م. مسگری، الف. حسینی، الف. 1395 ،مدل های آب و هواشناسی. آذرکلک ،زنجان .272 ص

مشاهده ادامه این مطلب فقط برای اعضای سایت فراگیر علمی تخصصی محیط زیست فراهم می باشد. خواهشمنداست جهت مشاهده کامل این نوشته، ثبت نام کنید و به حساب کابری خود وارد شوید. ثبت نام در اینجا کاملاً رایگان است.

مشاهده ادامه این مطلب فقط برای اعضای سایت فراگیر علمی تخصصی محیط زیست فراهم می باشد. خواهشمنداست جهت مشاهده کامل این نوشته، ثبت نام کنید و به حساب کابری خود وارد شوید. ثبت نام در اینجا کاملاً رایگان است.