Моделирование экстремальных осадков зимнего периода для южного побережья Каспийского моря
Аннотация
Экстремальные осадки на иранском побережье Каспийского моря чаще всего наблюдаются в холодное время года и являются результатом синтеза синоптических процессов и мезомасштабных эффектов, возникающих под влиянием крупного водоема и орографических факторов. Численное моделирование случаев наиболее интенсивных осадков в этом густонаселенном районе важно в аспекте усовершенствования методов прогноза этих явлений. С другой стороны, поднимается ряд вопросов о физических механизмах формирования экстремальных осадков: роли планетарного пограничного слоя, озерного эффекта, орографии. В работе проведено численное моделирование восьми эпизодов экстремальных осадков за период 2005–2016 гг. с помощью численной мезомасштабной модели WRF-ARW; проведена детальная верификация модели по данным наблюдений. Показано, что модель воспроизводит максимум осадков в прибрежных районах, что соответствует действительности. Однако при сравнении со станционными данными значения ошибок моделирования осадков могут быть очень велики. Эксперименты с различными параметризациями физических процессов показали наибольшую чувствительность моделируемых осадков к параметризации планетарного пограничного слоя атмосферы. Также выявлена связь интенсивности осадков на иранском побережье Каспийского моря с интегральным влагосодержанием столба атмосферы и с температурой поверхности в южной части водоема.
Об авторах
А. А. Шестакова
Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН
Россия
Россия
Научный сотрудник, кандидат географических наук
П. А. Торопов
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова;
Институт географии РАН
Россия
Россия
Доцент, кандидат географических наук, Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, географический факультет, кафедра метеорологии и климатологии
Ведущий научный сотрудник, кандидат географических наук, Институт географии РАН
Список литературы
1. Азади М., Тагизаде Э., Мемариан М.Х., Дмитриева-Арраго Л.Р. Сравнение результатов прогноза осадков на основе мезомасштабных моделей на территории Ирана в холодный период года // Метеорология и гидрология. 2013. № 9. С. 31–42.
2. Бугаев В.А., Джорджио В.А., Козик Е.М., Петросянц М.А. и др. Синоптические процессы Средней Азии. Ташкент: Издательство АН УзССР, 1957. 477 с.
3. Вельтищев Н.Ф., Жупанов В.Д., Павлюков Ю.Б. Краткосрочный прогноз сильных осадков и ветра с помощью разрешающих конвекцию моделей WRF // Метеорология и гидрология. 2011. № 1. С. 5–18.
4. Вельтищев Н.Ф., Степаненко В.М. Мезометеорологические процессы. М.: Географический факультет МГУ, 2007. 126 с.
5. Наставление по краткосрочным прогнозам погоды общего назначения / Федеральная служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Росгидромет). Обнинск: ИГ СОЦИН. 2009. 62 с.
6. Павлюков Ю.Б., Зарипов Р.Б., Лукьянов А.Н., Шестакова А.А., Шумилин А.А., Травов А.В. Оценка информативности радиолокационных данных при анализе состояния атмосферы в Московском регионе // Метеорология и гидрология. 2017. № 6. С. 5–21.
7. Anyah R.O., Semazzi F.H.M. and Xie L. Simulated physical mechanisms associated with climate variability over lake Victoria basin in East Afric // Mon. Weath. Rev. 2006. Vol. 134. P. 3588– 3609.
8. Cohen A.E., Cavallo S.M., Coniglio M.C., Brooks H.E. A review of planetary boundary layer parameterization schemes and their sensitivity in simulating southeastern US cold season severe weather environments // Weather and forecasting. 2015. Vol. 30. № 3. P. 591–612.
9. Ghafarian P., Pegahfar N., Owlad E. Multiscale analysis of lake effect snow over the southwest coast of the Caspian Sea (31 January–5 February 2014) // Weather. 2018. Vol. 73. № 1. P. 9– 14.
10. Ghasemi A.R., Khalili D. The association between regional and global atmospheric patterns and winter precipitation in Iran // Atmospheric Research. 2008. Vol. 88. № 2. P. 116–133.
11. Gilmore J.B., Evans J.P., Sherwood S.C., Ekström M., Ji F. Extreme precipitation in WRF during the Newcastle East Coast Low of 2007 // Theoretical and applied climatology. 2016. Vol. 125. № 3–4. P. 809–827.
12. Hjelmfelt M. Numerical study of the influence of environmental conditions on lake-effect snowstorms over lake Michigan // Mon. Weath. Rev. 1990. Vol. 118. P. 138–150.
13. Hu X.M., Nielsen-Gammon J.W., Zhang F. Evaluation of three planetary boundary layer schemes in the WRF model // Journal of Applied Meteorology and Climatology. 2010. Vol. 49. № 9. P. 1831–1844.
14. Jankov I., Gallus Jr.W.A., Segal M., Shaw B., Koch S.E. The impact of different WRF model physical parameterizations and their interactions on warm season MCS rainfall // Weather and forecasting. 2005. Vol. 20. № 6. P. 1048–1060.
15. Khoshakhlagh F., Farid M.N., Negah S., Momenpour F., Hadinezhad S.S., Asadi O.E. Lake effect snow phenomenon and its role on heavy snowfall in the southwest of the Caspian sea // Geographic Space. 2016. Vol. 16. № 53. P. 41–45.
16. Knebl M.R. and Yang Z.-L. Assessing the capability of a regional-scale weather model to simulate extreme precipitation patterns and flooding in central Texas // Weather and Forecasting. 2008. Vol. 23. P. 1102–1126.
17. Meredith E.P., Semenov V.A., Maraun D. et al. Crucial role of Black Sea warming in amplifying the 2012 Krymsk precipitation extreme // Nature Geoscience. 2015. Vol. 8. № 8. P. 615–629.
18. Molanejad M., Soltani M., Ranjbar SaadatAbadi A., Babu C.A., Sohrabi M., Martin M.V. Climatology of Cyclones and Their Tracking over Southern Coasts of Caspian Sea // International Journal of Environmental Research. 2015. Vol. 9. № 1. P. 117–132.
19. Schumacher R.S., Johnson R.H. Mesoscale processes contributing to extreme rainfall in a midlatitude warm-season flash flood // Mon. Weath. Rev. 2008. Vol. 136. P. 3964–3986.
20. Theeuwes N.E., Steeneveld G.J., Krikken F., Holtsl A.A.M. Mesoscale modeling of lake effect snow over Lake Erie – sensitivity to convection, microphysics and the water temperature // Adv. Sci. Res. 2010. Vol. 4. P. 15–22.
21. Yu E.T. High-resolution seasonal snowfall simulation over Northeast China // Chinese Science Bulletin. 2013. Vol. 58. № 12. P. 1412–1419.
При поддержке: Работа выполнена при поддержке РФФИ, проект «Иран_а» № 17-55-560017
Для цитирования:
Шестакова А.А., Торопов П.А. Моделирование экстремальных осадков зимнего периода для южного побережья Каспийского моря. Вестник Московского университета. Серия 5. География. 2019;(6):51-59.
For citation:
Shestakova A.A., Toropov P.A. Simulation of extreme winter precipitation on the southern coast of the Caspian Sea. Vestnik Moskovskogo universiteta. Seriya 5, Geografiya. 2019;(6):51-59. (In Russ.)
Просмотров: 99
Послать статью по эл. почте 