بخشی از مقاله
چکیده
در این مقاله با استفاده از سه مجموعه رواب پارامتری پیشنهاد شده توس تاکاهاشی TAK - ، 1978 و - 1984، جایاراتنه/گاردینر/زیگلر
JGZ - ، جایاراتنه و همکاران 1983، گاردینر و همکاران 1985 و زیگلر و همکاران - 1991 و سندرز و همکاران SAN - ، - 1991 متوس بار الکتریکی انتقال یافته ناشی از برخورد گویچههای برف با ذرات یخ - یا برف - شبیهسازی شد. این رواب به صورت تابعی از مقدار محتوای آب مایع درون ابر - LWC - و دما - T - تعریف شده اند. بدین منظور هر سه طرحواره انتقال بار الکتریکی در مدل یک بعدی ابر قائم - چن و سان، - 2002 پیاده سازی شدند.
از یک گمانه زنی ایده آل به عنوان ورودی مدل برای شبیه سازیها استفاده شد. نتایج حاصل از بررسی متوس بار الکتریکی شبیهسازی شده با کاربست هر سه مجموعه رواب پارامتری نشان داد که الگوی دوقطبی بار شبیهسازی شده برای هر سه طرحواره یکسان نیست. این الگو برای TAK و JGZ بصورت دوقطبی مثبت - توزیع بار مثبت در بالا و توزیع بار منفی در پایین - و برای SAN به صورت دوقطبی منفی - توزیع بار منفی در بالا و توزیع بار مثبت در پایین - است.
1 مقدمه
به طور کلی مفهومی که تا به حال برای توزیع بارهای الکتریکی در داخل ابرها پذیرفته شده، جدایش فیزیکی بارهای الکتریکی داخل ابر است. به این ترتیب که ذرات بزرگتر ابر بر اثر جاذبه زمین سقوط میکنند در حالی که ذرات کوچکتر توس جریانهای بالاسو جا به جا و به قسمتهای بالایی ابر برده میشوند. اگر این ذرات به ترتیب بارهای منفی و مثبت را حمل کنند در نتیجه یک دو قطبی مثبت در داخل ابر به وجود میآید. بنابراین، فرایندهای الکتریکی یک ابر به سه مرحله - جدایش بارهای الکتریکی در مقیاس ذرات ابر، ایجاد بار الکتریکی در آنها و جدایش بارهای الکتریکی در مقیاس ابر توس جریانهای بالاسو و پایین سوی درون
آن - تقسیم میشوند.
آغاز مطرح شدن سازوکار باردارشدن الکتریکی غیر القایی ذرات - که در آن میدان الکتریکی در این سازوکار نقشی ندارد - به کار آزمایشگاهی رینولدز و همکاران - 1957 - بر میگردد که آنها بار منتقل شده به گویچه برف در حال رشد را وقتی که بلورهای یخی از آن پس زده میشدند و بار مساوی و مخالف را از آن جدا میکردند،
اندازهگیری کردند. به طوری که باردار شدن منفی گویچه برف میتواند دلیل منطقه بار منفی در طوفانهای تندری باشد. تاکاهاشی - 1978 - و در مطالعهای دقیقتر جایاراتنه و همکاران - 1983 - نشان دادند که علامت بار گویچههای برف در حال رشد میتواند به وسیله پسزدن بلورهای یخی، مثبت یا منفی شود و این بستگی به دما و محتوای آب مایع ابر دارد.
تاکاهاشی - 1978 - مشاهده کرد که گویچههای برف برای هر مقدار محتوای آب مایع ابر در دماهای بالا بار مثبت و در دماهای پایینتر با مقدار متوسطی از محتوای آب مایع ابر بار منفی بدست میآورند. نتایج متفاوتی از کارهای آزمایشگاهی جایاراتنه و همکاران - 1983 - ، سندرز و همکاران - 1991 - و بروکس و همکاران - 1994 - حاصل شد. آنها عامل محتوای آب مایع ابر موثر - EW - را به منظور در نظر گرفتن کارایی برخورد و پس زنی معرفی کردند.
لازم به ذکر است که چیدمان آزمایشگاهی آنها متفاوت از کار تاکاهاشی - 1978 - بود به طوری که بلورهای یخ امکان رشد تا حجم برابر قطرکهای ابر را داشتند. در نتیجه تفاوتهای زیادی در علامت بار گویچههای برف حاصل شد. بنابراین توزیع بار منفی - مثبت - در دماهای بالا و EW پایین - بالا - بدست میآید. از این رو انتظار میرود که نتیجه کاربست هر دسته رواب پارامتری با دیگر رواب متمایز باشد.
در این راستا برآن شدیم تا در این مقاله نتایج بار انتقال یافته حاصل از کاربست سه مجموعه رواب پارامتری انتقال بار الکتریکی پیشنهاد شده توس تاکاهاشی TAK - ، 1978 و - 1984، جایاراتنه/گاردینر/زیگلر JGZ - ، جایاراتنه و همکاران 1983، گاردینر و همکاران 1985و زیگلر و همکاران - 1991 و سندرز و همکاران SAN - ، - 1991 بررسی و ارائه شود.
در رابطه بالا مقیاس دما است که توس زیگلر و همکاران - 1991 - به منظور متغیر درنظرگرفتن - دمای بازگشتی که در بالاتر از این دما برهم کنشهای بین بلور های یخ و گویچه برف منجر به باردارشدن گویچه برف با بار مثبت میشود - استفاده شد. زیگلر و مک گورمن - 1994 - با استفاده از مدل زیگلر و همکاران - 1991 - نشان دادند که در توفان ابر تندری با در نظر گرفتن -15 ساختار بار شبیه سازی شده به صورت دوقطبی مثبت است. لازم به ذکر است که در این پژوهش نیز همین مقدار لحاظ شده است.
