ارزیابی عملکرد یک مدل نیمه تجربی در شبیه‌سازی انرژی امواج ناشی از حرکت چرخندهای حاره‌ای در اقیانوس هند

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسنده

هیات علمی / پژوهشگاه ملی اقیانوس شناسی و علوم جوی

چکیده

با توجه به شرایط جغرافیایی و اقلیمی اقیانوس هند، سالانه چرخندهای حاره‌ای مختلفی در قسمت‌های شمالی و جنوبی این اقیانوس شکل می‌گیرند؛ که خسارت‌های جانی و مالی زیادی در مناطق ساحلی به‌جای می‌گذارند. در این تحقیق انرژی امواج ناشی از چرخندهای حاره‌ای در سطح اقیانوس هند با استفاده از مدل نیمه تجربی کودریاوتسو و اندازه‌گیری ارتفاع‌سنجی ماهواره‌ای با در نظر گرفتن اثر "امواج به‌دام افتاده" در این چرخندها بررسی شده است. برای به‌دست آوردن سرعت انتقالی چرخندها و مشخصه‌های آن از داده‌های "مرکز مشترک هشدار توفان‌های دریایی" و برای سرعت باد و ارتفاع موج از داده‌های ارتفاع‌سنج ماهواره‌ای جیسون1  و  جیسون2  برای 18 چرخند در بازۀ زمانی 2003-2013 استفاده شده است. نتایج این تحقیق نشان داده که مدل نیمه تجربی یادشده توانایی شبیه‌سازی انرژی امواج غیرمعمول حاصل از چرخندهای حاره‌ای با خطای 30 درصد در اقیانوس هند را دارد. با اندازه‌گیری سرعت باد، سرعت انتقالی چرخند و فاصله از مرکز چرخند با اختلاف خطای ارتفاع موج حدود یک متر، انرژی امواج حاصل از حرکت چرخند در اقیانوس هند پیش‌بینی می‌شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Evaluation of a Semi-Empirical Model for Simulation of Energy of Ocean Waves Induced by Tropical Cyclones in the Indian Ocean Surveying Energy of Ocean Waves Induced by Tropical Cyclones in the Indian Ocean

نویسنده [English]

  • Hossein Farjami
Faculty member / Iranian National Institute for Oceanography and Atmospheric Science
چکیده [English]

Tropical cyclones develop over the north and south part of Indian Ocean because of the geographical and weather conditions. It causes irreparable damage to human life and economy on coastal areas. This study investigates the energy of ocean surface waves generated by the surface wind field of tropical cyclones in the Indian Ocean using satellite altimeter measurements and the semi-empirical Kudryavtsev model by considering “trapped fetch”. The translational velocity and information of tropical cyclones were obtained from the Joint Typhoon Warning Center (JTWC) best-track data and Jason 1 and Jason 2 satellites data set for 18 tropical cyclones between 2003 and2013. The results of this study indicate that the semi-empirical model suggested by Kudryavtsev in 2015 can be used to investigate and simulate unusual waves generated by tropical cyclones in the Indian Ocean.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Tropical Cyclone
  • Indian Ocean
  • Satellite Altimeter
  • Semi-empirical model

[1] Cheung KK, Chang LT-C, Li Y. Rainfall prediction for landfalling tropical cyclones: perspectives of mitigation.  Typhoon Impact and Crisis Management: Springer; 2014. p. 175-201.

[2] Doocy S, Daniels A, Packer C, Dick A, Kirsch TD. The human impact of earthquakes: a historical review of events 1980-2009 and systematic literature review. PLoS currents. 2013;5.

[3] Holland GJ. An analytic model of the wind and pressure profiles in hurricanes. Monthly Weather Review. 1980;108(8):1212-8.

[4] Young IR. Wind generated ocean waves: Elsevier; 1999.

[5] Quilfen Y, Vandemark D, Chapron B, Feng H, Sienkiewicz J. Estimating gale to hurricane force winds using the satellite altimeter. Journal of Atmospheric and Oceanic Technology. 2011;28(4):453-8.

[6] Young I, Vinoth J. An “extended fetch” model for the spatial distribution of tropical cyclone wind–waves as observed by altimeter. Ocean Engineering. 2013;70:14-24.

[7] Bowyer PJ, MacAfee AW. The theory of trapped-fetch waves with tropical cyclones—An operational perspective. Weather and forecasting. 2005;20(3):229-44.

[8] Young IR. Parametric hurricane wave prediction model. Journal of Waterway, Port, Coastal, and Ocean Engineering. 1988;114(5):637-52.

[9] Kudryavtsev V, Golubkin P, Chapron B. A simplified wave enhancement criterion for moving extreme events. Journal of Geophysical Research: Oceans. 2015;120(11):7538-58.

[10] Farjami H, Golubkin P, Chapron B. Impact of the sea state on altimeter measurements in coastal regions. Remote Sensing Letters. 2016;7(10):935-44.

[11] Goddijn-Murphy L, Woolf DK, Chapron B, Queffeulou P. Improvements to estimating the air–sea gas transfer velocity by using dual-frequency, altimeter backscatter. Remote sensing of environment. 2013;139:1-5.

[12] Kitaigorodskii S. Applications of the theory of similarity to the analysis of wind-generated wave motion as a stochastic process. Izv Geophys Ser Acad Sci, USSR. 1962;1:105-17.

[13] Badulin SI, Babanin AV, Zakharov VE, Resio D. Weakly turbulent laws of wind-wave growth. Journal of Fluid Mechanics. 2007;591:339-78.

[14] Babanin AV, Soloviev YP. Variability of directional spectra of wind-generated waves, studied by means of wave staff arrays. Marine and freshwater research. 1998;49(2):89-101.

[15] Cimbala JM. Basic Statistics[Internet]. 2011.availableEEfrom:https://www.mne.psu.edu/me345/Lectures/Basic_Statistics.pdf, diakses tanggal 9 September 2014.