طراحی و اجرای یک مدل ترمودینامیکی به منظور پیش بینی دمای حداقل ناشی از تجمع هوای سرد در مناطق کوهستانی (مطالعه موردی در ارتفاعات دربند تهران)

نوع مقاله : مقالات پژوهشی

نویسندگان

چکیده

چکیده
در مناطق کوهستانی وضعیت توپوگرافی زمین عامل ایجاد دماهای پایین می‌باشد. سرما زدگی در این مناطق از نوع تشعشعی بوده و در دره‌ها به اوج خود می‌رسد. در طول شب با سرد شدن ارتفاعات در اثر تابش طول موج بلند، هوای سرد نزدیک زمین بعلت سنگینی به سمت پایین شیب حرکت می‌نماید. این نوع جریان، جریان باد کاتابولیک 2 نام دارد. (1) در نتیجه این فرآیند، گودال‌های یخ بندان (چاله یخبندان) در این مناطق شکل می‌گیرد.
بر اساس قوانین تابشی می‌توان میزان تابش طول موج بلند از سطح زمین را در هر نقطه با داشتن خصوصیات آن محاسبه کرد. در این میان با استفاده از مدل رقومی ارتفاعی3 منطقه می‌توان به مدل سازی حرکت جریان‌های همرفتی در منطقه پرداخت. نهایتا با داشتن اطلاعات دشت که از نزدیک ترین ایستگاه هواشناسی به‌دست می‌آید، می‌توان میزان کاهش دما را در دره ها و مناطق کوهستانی را به دست آورد. به منظور بررسی دینامیکی این موضوع و کمی کردن مقدار افت دما و همچنین پیش بینی دمای حداقل برای ترسیم نقشه هم دمای حداقل (4MTPM ) مدلی با همین نام تدوین شد. نتایج حاصل از این مدل و مقایسه آن ها با داده های میدانی اندازه گیری شده در منطقه ارتفاعات دربند واقع در شمال تهران روند گرادیان دمای حداقل را به خوبی نشان داده است.

واژه‌های کلیدی : جریان کاتابولیک، دمای حداقل، چاله یخبندان، مناطق کوهستانی، مدل های ترمودینامیکی

عنوان مقاله [English]

Developing a thermodynamic model to predict minimum temperature due to cold air accumulation over a complex terrain

نویسندگان [English]

  • .M GH
  • .M M
  • H .S
چکیده [English]

Abstract
Topography is the most important parameter which produces minimum temperatures in complex terrain. Radiative inversion occurs in the mountains and produces radiative freezing. When the land surface is cooled, a boundary layer forms. Since cold air is heavier than warm air, therefore, it flows toward the down slope, which is named Katabolic flow. When Katabolic flows are formed, cold air accumulates in the valleys and thereafter in places which do not have a good drainage of air. Based on thermodynamic equations a model was developed to consider the accumulation of cold air in each point of a complex terrain. Minimum temperature prediction model (MTPM) was developed and used to predict the minimum temperature in complex terrains. This thermodynamic model uses digital elevation model to produce minimum temperature maps. Running MTPM for North Mountains of Tehran showed a good correlation between modeled and actual minimum temperatures.

Key words: Katabolic flow, Minimum temperature, Freezing ponds, Complex terrain, Thermodynamic models