Font size increaseFont size decrease

دراسة تحلل أداء نموذج أبحاث الطقس والتنبؤ ونموذج الغلاف الجوي الغير هيدروستاتيكي في بيئة شديدة الجفاف

من المتوقع أن تزداد مساحة المناطق القاحلة وشبه القاحلة المعروفة بشدة حساسيتها لتداعيات التغير المناخي نتيجة ظاهرة الاحتباس الحراري العالمي، مما قد يعرض كوكب الأرض لظروف مناخية أكثر قسوة في المستقبل، لذا من الضروري محاكاة ظواهر الطقس المتطرفة بشكل صحيح لتعزيز فهمنا للعوامل التي تحد من أداء النماذج العددية المستخدمة في التنبؤ بأحوال الطقس.

ومن الطرق الفعالة لمعرفة أوجه القصور في النماذج العددية إجراء مجموعة من عمليات المحاكاة باستخدام العوامل الفيزيائية والديناميكية المختلفة وتحليلها في ظروف أولية وحدودية مناسبة، مما سيساعد في تحديد النموذج الأمثل للعمل في بيئات معينة، مع إمكانية إجراء المزيد من التحسينات على أداء النموذج الذي سيتم الحصول عليه من خلال ضبط معايير محددة في المعادلات الرياضية وتحسين الأداء.

أما الطريقة الثانية فتتمثل في مقارنة أداء النموذج بأداء النماذج العددية الأخرى التي تختلف عواملها الفيزيائية والديناميكية ولكن يتم تغذيتها بمجموعة البيانات نفسها للحصول على النموذج الأمثل.

وللتوصل إلى فهم أفضل للعوامل المحلية التي تحد من عمل النماذج العددية في التنبؤ بدرجات الحرارة في المناطق القاحلة مثل دولة الإمارات العربية المتحدة، عمل البروفيسور مروان التميمي، الباحث الرئيس السابق في مشروع المحاكاة العددية المتكاملة بين برنامج الإمارات لبحوث علوم الاستمطار تحت إشراف المركز الوطني للأرصاد وجامعة خليفة، على دراسة تقوم على تحليل بيانات نظام التنبؤ العالمي من نموذج أبحاث الطقس والتنبؤ ونموذج الغلاف الجوي الغير هيدروستاتيكي اللذين تم اختبارهما في دولة الإمارات لمدة ثلاثة أيام في أجواء باردة خلال الفترة من 16 حتى 18 ديسمبر 2017، وفي أجواء دافئة خلال الفترة من 13 حتى 15 أبريل 2018.

وهدفت الدراسة إلى التعرف على العوامل التي تقيد النموذجين من العمل بشكل مناسب في بيئة شديدة الجفاف كالتي تسود دولة الإمارات، حيث تتسم النماذج العددية بضعف أدائها بينما تعد متغيرات العناصر الجوية كدرجة حرارة السطح المستمدة من الأقمار الصناعية غير موثوقة.

وتم تقييم أداء النماذج بناء على أربع مجموعات بيانات للرصد تشمل ملاحظات محطة الطقس، وقياسات التدفق الكتلي المتباين في العين، وبيانات درجات الحرارة المسجلة في مقياس إشعاع الميكروويف، والقياسات المستمدة من إطلاق البالون التي تم تسجيلها مرتين يوميًا في أبوظبي. وأظهرت نتائج التقييم زيادة ملحوظة في تقدير متوسط ​​درجة حرارة الهواء اليومية تتراوح ما بين 1 - 3 درجة مئوية لكل من النموذجين خلال فترات الاختبار، حيث يُعزى هذا التحيز إلى انخفاض الغطاء السحابي الذي أدى إلى زيادة تدفق إشعاع الموجات القصيرة نحو الأسفل.

كما وجدت الدراسة تشابهاً في أداء كلا النموذجين في الطبقات القريبة من السطح عند مقارنتهما، فيما كان نموذج الغلاف الجوي غير الهيدروستاتيكي متفوقاً على نموذج أبحاث الطقس والتنبؤ لدى محاكاة التوزيع العودي لدرجة الحرارة والرطوبة النسبية وسرعة الرياح، مما يجعله قادرًا على تصحيح بعض التحيزات في بيانات نظام التنبؤ العالمي.

وتفتح هذه الدراسة المجال أمام أبحاث جديدة يتم فيها تعديل الإعداد التجريبي من خلال اختبار العوامل الفيزيائية المختلفة وتغيير قيم المعايير السطحية ذات الصلة من أجل تحسين أداء النماذج، مما سيمهد الطريق أمام إجراء محاكاة طويلة الأمد بغية الوصول إلى بيانات محلية للأرصاد الجوية.

لقراءة المزيد، يرجى دخول الرابط التالي:

https://journals.ametsoc.org/view/journals/wefo/35/3/waf-d-19-0210.1.xml