انجمن هواشناسی ایرانهواشناسی و علوم جوّ2645-72613320201121The most effective scheme in improving the performance of the WRF model for precipitation over northwest Iranموثرترین طرحواره در بهبود عملکرد مدل WRF جهت پیش بینی بارش در منطقه شمال غرب ایران -مطالعه موردی18820013263410.22034/jmas.2021.286905.1138FAشقایقمرادیپژوهشگاه هواشناسی و علوم جو، تهران، ایرانسهیلاجوانمردعضو هیئت علمی گروه پژوهشی هواشناسی فیزیکی و تعدیل وضع هوا/پژوهشکده هواشناسیسرمدقادرعضو هیئت علمی موسسه ژئوفیزیک دانشگاه تهرانمجیدآزادیعضو هیئت علمی پژوهشگاه هواشناسی و علوم جو0000-0002-5991-9703مریمقرایلوعضو هیئت علمی موسسه ژئوفیزیک دانشگاه تهران، ایرانJournal Article20200328Evaluation of the performance of the parameterization schemes used in the WRF model is assessed for precipitation over northwest Iran at a 5 km by 5 km grid. Simulations are performed for a winter day. A step-wise decision approach is followed, beginning with seven simulations for the various Cumulus schemes and then four microphysics schemes; after that, 36 different configurations of the model’s PBL, Long-wave, Short-wave, and Land Surface schemes were tested. Root-Mean-Squared-Error chooses the best performing scheme at each step. The concluding scheme set consists of the Lin et al. microphysics scheme, the MYJ PBL scheme, the Dudhia scheme for shortwave, the RRTM for longwave radiation, Eta Similarity option for the Land Surface scheme, and without cumulus scheme. <br />In this study, combinations of schemas that have the most and least effect on the distribution of simulated precipitation data were also identified. For this purpose, 36 configurations are adopted for longwave radiation, shortwave radiation, and boundary layer schemes in 12 groups of three with rotation of shortwave radiation and 12 groups of three with rotation of longwave schema, and in 9 groups of 4 with rotation of the boundary layer scheme was divided, and simulated precipitation variance and sd was calculated for these 33 groups. Thus, among the configurations created, the configurations that have the most and the least effect in estimating the six-hour rainfall and their scattering were identified. The results of the scatter study of each group of precipitation estimated data calculated by variance showed that the change in the choice of the boundary layer scheme when longwave radiation scheme is the RRTM scheme and short wave radiation scheme is the Goddard scheme, can bring the results closer to observation. Changes in the choice of shortwave radiation when longwave radiation is CAM and boundary layer scheme is the MYJ scheme has the least effect on precipitation estimation. This indicates the variability of selecting the most effective schema in precipitation prediction and can be influential in choosing the configuration in ensemble precipitation.هدف این مقاله بررسی عملکرد طرحواره های مختلف در مدل WRF برای تخمین بارش بر روی منطقهی شمال غرب ایران در بارش زمستانی است. با توجه به روابط بین طرحوارهها ابتدا با روش گام به گام بهترین طرحوارهی پارامتری سازی همرفت با استفاده از مجذور میانگین مربعات (RMSE) و سپس بهترین طرحوارهی خردفیزیک انتخاب گردید، سپس در بهترین پیکربندی بدستآمده در مرحله پیشین، طرحوارهی بهینه تابش موج بلند و کوتاه، لایه مرزی و سطحی انتخاب شدند. در نهایت طرحوارههای Lin et al.، Eta Similarity، MYJ، RRTM و Dudhia به عنوان طرحوارههای بهینه برای شبیهسازی بارش روی شمالغرب ایران انتخاب شد.<br />در این مطالعه ترکیب هایی از طرحواره ها که بیشترین و کمترین اثر را در پراکنش دادههای بارشهای شبیه سازی شده دارند، نیز مشخص گردید. بدین منظور 36 پیکر بندی اختیار شده برای طرحوارههای تابش موج بلند، تابش موج کوتاه و لایه مرزی در 12 گروه سه تایی با چرخش طرحوارهی تابش موج کوتاه و 12 گروه سه تایی با چرخش طرحوارهی موج بلند و در 9 گروه 4 تایی با چرخش طرحواره ی لایه مرزی تقسیم شد و انحراف معیار بارش شبیه سازی شده برای این 33 گروه محاسبه شد. بدین طریق در بین پیکربندیهای ایجاد شده، پیکربندیهایی که بیشترین و کمترین اثر را در تخمین بارش شش ساعته و پراکندگی آنها دارند مشخص شدند. نتایج مطالعه نشان داد که تغییر در انتخاب طرحوارهی لایه مرزی هنگامی که طرحواره ی تابش موج بلند RRTM و طرحوارهی تابش موج کوتاه Goddard باشد، میتواند نتایج را به مشاهده نزدیک تر کند.https://www.ims-jmas.net/article_132634_c250d1390ea200324964249d53c78993.pdfانجمن هواشناسی ایرانهواشناسی و علوم جوّ2645-72613320201121Investigation of climatological changes in height of freezing level in some Mehrabad, Mashhad, and Kermanshah airportsبررسی تغییرات اقلیمی ارتفاع تراز یخزنی و تحلیل همدیدی آن در فرودگاههای مهرآباد، مشهد و کرمانشاه20122313980710.22034/jmas.2021.290442.1142FAسکینهخان سالاریعضو هیئت علمی پژوهشگاه هواشناسی و علوم جو0000-0001-9039-2818Journal Article20200414Identifying and studying freezing level is an important issue in aviation weather science. Due to the global warming climate, the altitude of freezing level, especially in the subtropical, is increasing, which has attracted the attention of many meteorological and climatological researchers, and many studies have been conducted in this field. To quantify these changes, it is necessary to statistically study the changes in freezing level elevation due to climate change and global warming. In this study, in order to identify the freezing level at each point, temperature information was used at different levels of the atmosphere above that point. The oldest and most common method for determining freezing level is the use of radio-sounding data, and this method is performed twice a day at 00 and 12 UTC. Therefore, due to the dispersion of this data in the period under study (if available), this information was collected at three stations of Mehrabad, Mashhad, and Kermanshah airports. Analysis of freezing level changes in selected airports of the country, in different months, seasons, and years using the Mann-Kendall test, does not show an upward or downward trend. In other words, monthly and seasonal changes in the height of this level in different years are not dependent on climate change. Synoptic investigating indicate that changes in the altitude of the freezing level at different years depend on atmospheric systems and the synoptic conditions of the studied month or season.با توجه به اقلیمِ گرمایش جهانی ارتفاع تراز صفر درجه سلسیوس، در حال افزایش است؛ که توجه بسیاری از محقیین را از جنبههای مختلف به ویژه از لحاظ تغییر نوع بارش از برف به باران و کاهش ذخایر آبی به خود جلب نموده است. در این پژوهش نیز به منظور بررسی تغییرات زمانی ارتفاع تراز یخزنی از دادههای جوّ بالای فرودگاههای مهرآباد، مشهد، کرمانشاه، بندرعباس، گرگان، کرمان، رشت، شیراز، زاهدان، اصفهان و تبریز در بازه زمانی سالهای 1998 تا 2019 استفاده شده است. با وجود حداقل 20 روز داده در هر یک از 12 ماه، آن سال به عنوان سال قابل بررسی انتخاب میگردد و در صورتی که سالهای منتخب در یک ایستگاه پیوسته باشند، بهدست آوردن روند تغییرات ارتفاع تراز صفر درجه سلسیوس با استفاده از روش آماری در آن ایستگاه قابل بررسی است. با شرایط ذکر شده از بین ایستگاههای ذکر شده تنها امکان بررسی آماری در سه ایستگاه مهرآباد، مشهد و کرمانشاه وجود داشت. نتایج این پژوهش نشان میدهد که تغییرات تراز یخبندان در فرودگاههای منتخب کشور، در ماهها، فصلها و سالهای مختلف با استفاده از آزمون مَنکندال، روند صعودی و یا نزولی را نشان نمیدهد. به عبارت دیگر تغییرات ماهانه و فصلیِ ارتفاعِ این تراز در ایستگاههای بررسی شده در سالهای مختلف وابسته به تغییرات اقلیم نمیباشد. بررسیهای همدیدی، بیانگر این مطلب است که تغییرات ارتفاع این تراز در سالهای مختلف وابسته به سامانههای جوّی عبوری و شرایط همدیدی ماه یا فصل مربوطه است.https://www.ims-jmas.net/article_139807_c364c77fb34fccd09c5aa76e797c9bf3.pdfانجمن هواشناسی ایرانهواشناسی و علوم جوّ2645-72613320201121Synoptic and dynamical analysis of the cyclonic occurrence of heavy rains during the cold period of western Iranواکاوی همدیدی-دینامیکی رخ داد چرخندی بر روی بارشهای سنگین دوره سرد غرب ایران22424113980810.22034/jmas.2021.272997.1123FAرستگارمحمدیدانشگاه خوارزمی0000-0002-3868-196XمحمدسلیقهKharazmi university0000-0002-7982-2984محمد حسینناصرزادهگروه آب وهواشناسی دانشکده جغرافیا دانشگاه خوارزمیمهریاکبریدانشگاه خوارزمیJournal Article20200425Cyclonic systems are generally unstable conditions messenger that result from the spread of significant disturbances that occur in atmospheric currents. In this study, daily rainfall data of 4 catchments and gridded data (ECMWF) with 6-hour time steps and spatial separation of 0.25 * 0.25 from 1979 to 2004 were used. using with the cluster analysis method 3 atmospheric patterns were extracted. where the center of the trough in 500 and 700 hPa Stacking on top of each other, the geopotential height is the minimum and the geopotential gradient will be the maximum and will lead to the occurrence of the most cyclogenesis, Which occurred in the first pattern these conditions and resulted in average heavy rainfall of 38.6 mm. In the second pattern, none of the conditions of stacking on top of each other and deeping of the trough, and this has led to the lowest average heavy rainfall of 32.7 mm. In the third pattern, the condition of matching of the two centers of the troughs is established, but they do not condition of deeping trough And have led to heavy rainfall of 36/1 mm which is less than the first pattern. Also, the most cyclogeneses location in the eastern Mediterranean to Iraq, heavy rains caused by cyclones are born in this region. The results also showed that most of the moisture comes from the Red Sea. the subtropical jet stream plays a role in strengthening and ascending, in the north of Saudi Arabia and the Persian Gulf.سامانهها چرخندی بهطور عمده پیامآور شرایط ناپایدار هستند که حاصل گسترش اغتشاشهای بارزی هستند که در جریانهای جوی پدیدار میشوند. در این پژوهش از دادههای سینوپتیکی 4 حوضه آبریز و دادههای شبکهای (ECMWF) با تفکیک زمانی 6 ساعته و تفکیک مکانی 25/0*25/0 از سال 1979 تا 2004 استفاده شد. با استفاده از روش تحلیل خوشه 3الگوی جوی روزهای بارشی و مراکز چرخندی استخراج شدند. در مکانی که مرکز ناوه دو تراز 500 و 700 هکتوپاسکال بر رویهم قرار گیرند، ارتفاع ژئوپتانسیل کمینه و شیو ژئوپتانسیل بیشینه خواهد بود و منجر به رخ داد بیشترین چرخندزایی می شود. در الگوی اول این شرایط رخ داده است و منجر میانگین بارش سنگین 6/38 میلیمتر در سطح 4 حوضه شده است. در الگوی دوم هیچ یک از شروط انطباق و عمیق بودن ناوه ها برقرار نیست و منجر به کمترین میانگین بارش سنگین 7/32 میلمتر شده است. در الگوی سوم شرط انطباق دو مرکز ناوه برقرار است اما ناوه ها عمیق نیستند و میانگین بارش سنگین 1/36 رخ داده است. بیشترین مکان چرخندی زایی جای که انطباق ناوههای ترازی و کمینه ارتفاع ژئوپتانسیل و بیشنه شیو ژئوپتانسیل برقرار است، در شرق مدیترانه تا روی عراق است. بارش های سنگین ناشی از رخ داد چرخند های است که در این منطقه زایش یافته اند. همچنین بیشترین رطوبت از دریای سرخ و سپس خلیجفارس و دریای مدیترانه تأمین میشود. عامل تقویت و صعود در تراز بالا در هر سه الگو رودباد جنب حاره است که بر روی شمال عربستان و خلیجفارس مستقر بوده است.https://www.ims-jmas.net/article_139808_d81f442fc4204146e3dc72044029e13d.pdfانجمن هواشناسی ایرانهواشناسی و علوم جوّ2645-72613320201121Investigation of synoptic mechanism on formation of leeward cyclogenisis in iranبررسی همدیدی سازوکار تشکیل چرخندهای بادپناه در رشتهکوه زاگرس در ایران24225413980910.22034/jmas.2021.212037.1089FAحسنحاجی محمدیرضادوستاناستادیار آب و هواشناسی دانشگاه فردوسی مشهد0000-0003-1436-7295مجیدحبیبی نوخندانعضو هیئت علمی پژوهشکده اقلیمشناسی و رئیس مرکز ملی اقلیم و پژوهشکده اقلیم شناسی0000-0003-0912-0052Journal Article20200512To investigate the mechanism governing the formation of cyclones in Iran over a period of 18 years (2017-2000) using the National Geological Survey's Center for Environmental Prediction / Atmospheric Sciences (NCEP / NCAR) 2.5 Geographic Resolution And the European Center for Medium Term Forecasting (ECMWF), with a resolution of 0.125 °, identified the phenomenon in the Zagros Mountains. Two potential equilibrium parameters on the convective surfaces and relative equilibrium advection were also used to investigate the dynamic structure. The results showed that during this 18 year period, only three examples of the above mentioned phenomenon occurred in Iran. The major mechanism governing the formation of these cyclones in the windward part of the mountain with the formation of a high-pressure core and an increase in relative relative tropics at the ground level and the positioning of a quasi-stationary stack in the troposphere mid-level as a major condition of the mountainous winds and the presence of a dune. With the strong geopotential rotations over the mountainous altitudes that continue from the middle to upper troposphere, these conditions are accompanied by a positive torrential flow. Thus, the first and foremost condition for the occurrence of windsurfing is the existence of these two conditions on the windward and mountainous slopes. At the level of 500 hPa in central Iran, the relative tropical advection values increase, indicating a positive relative tropical increase both in time and location in the region.به منظور بررسی مکانیسم حاکم بر تشکیل چرخندهای بادپناهی در ایران طی یک دوره 18 ساله(2017-2000) با بهره گیری از داده های شبکه بندی شده مرکز ملی پیش بینی های محیطی/علوم جو(NCEP/NCAR) با توان تفکیک 2.5 درجه جغرافیایی و مرکز اروپایی پیش بینی میان مدت جو(ECMWF) با توان تفکیک 0.125 درجه جغرافیایی اقدام به شناسایی پدیده فوق در بادپناه رشته کوه زاگرس شد. برای بررسی های ساختار دینامیکی نیز از دو پارامتر تاوایی پتانسیل بر روی سطوح همدرگاشت و فرارفت تاوایی نسبی بهره گیری شد. نتایج نشان داد طی این دوره 18 ساله فقط سه نمونه از پدیده فوق الذکر در ایران به وقوع پیوسته است. از مکانسیم عمده حاکم بر تشکیل این چرخندها در قسمت رو به باد کوهستان با تشکیل هسته پرفشار و افزایش تاوایی نسبی منفی در سطح زمین و از طرفی قرارگیری یک پشته شبه ساکن در تراز میانی تروپوسفر به عنوان شرط عمده رو به باد کوهستان و وجود ناوه ای با گردایان ژئوپتانسیل شدید بر روی ارتفاعات کوهستانی که از تراز میانی تا تراز فوقانی تروپوسفر ادامه دارد و این شرایط با یک جریان مثبت تاوایی همراه شده است. بدین صورت که شرط اول و اصلی رخداد چرخندهای بادپناهی وجود این دو شرط در دامنه های رو به باد و بادپناه کوهستان می باشد. در تراز 500 هکتوپاسکال در محدوده ایران مرکزی مقادیر فرارفت تاوایی نسبی با افزایش همراه است که نشان از افزایش تاوایی نسبی مثبت چه در بعد زمان و چه در بعد مکان در منطقه را دارد.https://www.ims-jmas.net/article_139809_850b040b40c4561b2442d535f4cdfc73.pdfانجمن هواشناسی ایرانهواشناسی و علوم جوّ2645-72613320201121Modified patterns of diurnal temperature and relative humidity in Mountainous regions of Iran and Sample Stationsتصحیح الگوهای برآورد میانگین دما و رطوبت نسبی روزانه نواحی کوهستانی ایران و ایستگاههای نمونه25527413980510.22034/jmas.2021.296291.1147FAبهارهمیرکماندارمهندسی آب دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهدمحبوبهفرزندیمهندسی آب- دانشکده کشاورزی- دانشگاه فردوسی مشهدJournal Article20200531Estimation of the daily average of temperature and relative humidity with common methods is the average of the three standard hours (3, 9 and 15) Greenwich Mean Time. The curve of these two variables on a normal day is a skewed curve to the right. Climatic conditions of the meteorological stations are also another parameter to be considered. Daily average of relative humidity patterns shows only half of a daily value. Therefore, the equal coefficients could be used only as approximation for estimating daily average of relative humidity. This research presents a new method for estimating daily average of temperature and relative humidity in Mountainous regions of Iran. The Patterns for the sample stations in each climatic region were presented separately. Therefore, we used from three clustering of Iran and Systematic sampling to select sample stations. The best models were presented by reviewing the required statistics and analyzing the residuals. The coefficient of determination (R2) and the Fisher statistics show that the patterns have a good ability to estimate the daily average of temperature and relative humidity. The mean squares errors are a measure of the applicability of patterns. The accuracy of the estimating daily average of temperature and relative humidity recommended models in Mountainous regions and its sample stations was confirmed by calculating the mean squared errors. Proposed patterns of this study have less error than the common patterns.رفتار تغییرات روزانه دما و رطوبت نسبی عکس یکدیگر است. با رسم دقیق منحنی تغییرات روزانه این دو متغیر در یک روز عادی مشاهده میشود که توزیع این دو متغیر نرمال نیست و یک منحنی چوله به راست است. بنابراین استفاده از ضرایب مساوی برای برآورد میانگین دما و رطوبت نسبی روزانه خطا دارد. الگوی برآورد میانگین رطوبت نسبی روزانه فقط نیمی از ساعات شبانهروز را شامل می-شود. مسئله بعدی تأثیر اقلیم بر الگوی رفتاری تغییرات دما و رطوبت نسبی است که در روشهای موجود مورد توجه قرار نگرفته است. این مقاله الگوهای جدیدی را برای برآورد میانگین دما و رطوبت نسبی روزانه در ناحیه کوهستانی ایران و ایستگاههای نمونه مربوطه ارائه داده است. به این منظور ناحیه کوهستانی منتخب از خوشهبندی اقلیمی به روش افرازی میانه محور مشخص شده است. نمونهگیری سیستماتیک برای تعیین ایستگاههای منتخب انجام سپس الگوی رگرسیونی خطی پس از غربال و آمادهسازی دادهها برازش داده شد. نتایج ارائه شده وجود عرض از مبدأ را در تمامی الگوها تأیید میکنند. الگوهای برتر با بررسی آمارههای لازم و تحلیل باقیماندهها ارائه شدند. ضرایب تعیین (R2) و آمارههای F بدست آمده، نشان میدهند الگوها در برآورد میانگین دما و رطوبت نسبی روزانه از توانایی مناسبی برخوردار هستند. در اکثر الگوهای برآورد میانگین رطوبت نسبی روزانه، رطوبت نسبی ساعت 3 در موثرتر است. واسنجی و مقایسه الگوهای ارائه شده در این مقاله با الگوهای رایج نشان از دقت بالای الگوهای پیشنهادی دارد. میانگین مربع خطا (MSE) معیار کارایی الگوهاست.https://www.ims-jmas.net/article_139805_a53a9dc3af1ced81b87a364be2b46342.pdfانجمن هواشناسی ایرانهواشناسی و علوم جوّ2645-72613320201121Predicting Flood Flow with Gene Expression Model and Estimating Hydrograph
Using Gary and Gamma Models
(Case study: Qarasu watershed of Kermanshah)پیشبینی دبی جریان سیلاب با مدل بیان ژن و برآورد هیدروگراف آن با استفاده از دو مدل گری و گاما (مطالعه موردی : حوضه آبخیز قره سو کرمانشاه)27529313980610.22034/jmas.2021.293305.1145FAعرفانبهرامیدانشگاه بیرجند گروه علوم و مهندسی آبحسینخزیمه نژاددانشیار، گروه علوم و مهندسی آب، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران،Journal Article20200615Good performance of intelligent models has increased their use in predicting different hydrological phenomena.so it is necessary to evaluate the performance of models developed in different regions of the world with different climatic, hydrological and physiographic features in order to comment on their performance in different regions.Hence, to predict the flood discharge of the basin, the data of the region have been collected for a period of 10 years with the length of the statistical period (2010-2020) using the intelligent model of gene expression planning.After analyzing the model's evaluation criteria, the results showed the good and high performance of the model in predicting flood discharge.Using both synthetic hydrograph Gary and Gamma models, the significant runoff parameters (flood peak discharge error), (Time to reach flood peak discharge error), and (flow volume error) and three criteria (Root mean square error, mean absolute error and determination of coefficient ) were evaluated to determine the shape of the flood hydrograph. Also, using the scoring and ranking method for each of the errors and the best model in estimating each of the flood characteristics was determined. based on the results, the values of the expressed domains for the gamma model are (9.50, -12.9), (20.09, -40.1), (75, -100), (0.42, 1.66), (3.20, 1.03) and (0.94, 0.87) The results showed the superiority of the gamma model Gary model and the selected model was able to appropriately estimate the characteristics of the flood hydrograph. It is also recommended to study this model in flood modeling in other ungauged watershedعملکرد خوب مدلهای هوشمند باعث افزایش استفاده از آنها برای پیشبینی پدیدههای مختلف هیدرولوژیکی شده است. لذا ضرورت دارد که کارایی مدلهای توسعه داده شده در مناطق مختلف جهان با ویژگیهای متفاوت اقلیمی، هیدرولوژیکی و فیزوگرافی مورد ارزیابی قرار گیرد تا بتوان در مورد کارایی آنها در مناطق مختلف اظهار نظر کرد. در پژوهش حاضر، به منظور پیشبینی دبی سیلاب حوضه از دادههای منطقه در یک دوره 10 ساله، با طول دوره آماری (1389-1399) و همچنین از مدل هوشمند برنامهریزی بیان ژن استفاده شد. با بررسی معیارهای ارزیابی مدل، نتایج نشان از عملکرد خوب و دقت بالای مدل در پیشبینی دبی سیلاب بود. با استفاده از دو مدل هیدروگراف مصنوعی گری و گاما پارامترهای مهم سیلاب از جمله PEP (دبی اوج سیلاب)، PETP (زمان رسیدن به دبی اوج)،PEV (حجم جریان) و سه معیار (جذر میانگین مربع خطا، میانگین خطای مطلق و ضریب تبیین ) جهت تعیین شکل هیدرگراف سیلاب مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفت. با استفاده از روش امتیازبندی و رتبهدهی برای هریک از خطاها پرداخته شد و بهترین مدل در برآورد هریک از مشخصههای سیلاب تعیین گردید. بر اساس نتایج، مقدار دامنههای معیارهای بیان شده برای مدل گاما به ترتیب (50/9، 9/12-)، (09/20، 1/40-)، (75، 100-)، (42/0، 66/1)، (20/3، 03/1) و (94/0، 87/0) قرار دارد که نشان از برتری مدل گاما نسبت به مدل گری بوده است و مدل منتخب توانست به شکل کاملا̎ مناسبی مشخصههای هیدروگراف سیلاب را برآورد سازد. بررسی این مدل در مدلسازی سیلاب در سایر حوضههای فاقد آمار نیز پیشنهاد میگردد.https://www.ims-jmas.net/article_139806_bbc649bc17309a3e3cd42fce0f3d9d5b.pdf