Hurricane dynamics and cloud microphysics
ক্রান্তীয় পরিবাহী মেঘ পৃথিবীর জলবায়ু ব্যবস্থায় একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। সুপ্ত তাপের সঞ্চালন এবং মুক্তি পৃষ্ঠ থেকে উপরের বায়ুমণ্ডলে শক্তি পরিবহন করে। মেঘের অন্তর্নিহিত সমুদ্রের তুলনায় উচ্চতর আলবেডো রয়েছে, যার ফলে আরও বেশি আগত সৌর বিকিরণ মহাকাশে প্রতিফলিত হয়। যেহেতু গ্রীষ্মমণ্ডলীয় ব্যবস্থার শীর্ষগুলি পৃথিবীর পৃষ্ঠের তুলনায় অনেক বেশি শীতল, তাই উচ্চ পরিবাহী মেঘের উপস্থিতি জলবায়ু ব্যবস্থাকে শীতল করে। ক্রান্তীয় অঞ্চলে সবচেয়ে স্বীকৃত মেঘ ব্যবস্থা হল হারিকেন। গ্রীষ্মমন্ডলীয় আবহাওয়া ব্যবস্থার গুরুত্বপূর্ণ জলবায়ু প্রভাব ছাড়াও, হারিকেনের প্রচুর মৃত্যু ও ধ্বংসের কারণ হওয়ার মতো যথেষ্ট শক্তি রয়েছে। অতএব, তাদের সঠিক ভবিষ্যদ্বাণী অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। ক্লাউড মাইক্রোফিজিক্স মাইক্রোস্কোপিক স্কেলে মেঘের গঠন এবং বৈশিষ্ট্য বর্ণনা করে। পটভূমি সমগ্র ক্রান্তীয় অঞ্চলে বৃষ্টিপাতের পরিমাণগত অনুমান প্রদানের জন্য 1997 সালে ক্রান্তীয় বৃষ্টিপাত পরিমাপ মিশন (টি. আর. এম. এম) চালু করা হয়েছিল। স্যাটেলাইটটি সেন্সরটিতে রেকর্ড করা তেজকে বৃষ্টিপাতের মানগুলিতে রূপান্তর করতে রিমোট সেন্সিং কৌশল ব্যবহার করে। পরিমাপ সীমাবদ্ধ করার জন্য ব্যবহৃত সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ পরিবর্তনশীল হল হাইড্রোমিটারগুলির বৈশিষ্ট্য। হারিকেনগুলি মিশ্র-পর্যায়ের মেঘ, যার অর্থ তরল এবং কঠিন জল (বরফ) উভয়ই মেঘের মধ্যে উপস্থিত থাকে। সাধারণত, তরল জল হিমাঙ্ক স্তরের চেয়ে কম উচ্চতায় এবং কঠিন জল-40 ডিগ্রি সেলসিয়াসের চেয়ে কম উচ্চতায় থাকে। 0 ডিগ্রি সেলসিয়াস এবং-40 ডিগ্রি সেলসিয়াসের মধ্যে উভয় পর্যায়ে একই সময়ে জল থাকতে পারে। পর্যায় ছাড়াও, কঠিন জলের হাইড্রোমিটারগুলির বিভিন্ন আকার এবং প্রকার থাকতে পারে যা বিকিরণ স্থানান্তর গণনায় হিসাব করা প্রয়োজন। 1999 সালের শরৎকালে, আমাজোনিয়ায় টিআরএমএম-লার্জ-স্কেল বায়োস্ফিয়ার-অ্যাটমোস্ফিয়ার এক্সপেরিমেন্ট (এলবিএ) ক্ষেত্র পরীক্ষা ব্রাজিলের মহাদেশীয় এবং মহাসাগরীয় গ্রীষ্মমন্ডলীয় মেঘের নমুনা নিয়েছিল। টিআরএমএম-এলবিএর লক্ষ্য ছিল মেঘ সমাধানকারী মডেলগুলিতে বৃষ্টিপাতের বৈধতা নির্ধারণ করা। ক্রান্তীয় মেঘগুলিতে মেঘের মাইক্রোফিজিক্সের বেশ কয়েকটি ইন-সিটু পর্যবেক্ষণ করা হয়েছে যা এখানে আলোচনা করা হবে। ক্লাউড মাইক্রোফিজিক্স হল এমন ভৌত প্রক্রিয়া যা বৃষ্টিপাতের কণাগুলির বৃদ্ধি, ক্ষয় এবং পতন বর্ণনা করে। মডেলের ক্ষেত্রে, ক্লাউড মাইক্রোফিজিক্স মডেলের গ্রিড-স্কেলের চেয়ে ছোট স্কেলে ঘটে এবং সেটিকে প্যারামিটারাইজ করতে হয়। সাম্প্রতিক বছরগুলিতে হারিকেন ট্র্যাকের পূর্বাভাস আরও ভাল হচ্ছে। হারিকেন রিটার উদাহরণ দেখে, ভূমিধ্বসের 36 ঘন্টা আগে জাতীয় হারিকেন কেন্দ্রের পূর্বাভাস পূর্ববর্তী পূর্বাভাস থেকে 130 কিলোমিটারেরও বেশি সরে গেছে, যার ফলে একটি অপ্রয়োজনীয় সরিয়ে নেওয়া হয়েছে। এমন গবেষণা হয়েছে যা দেখিয়েছে যে সাবগ্রিড-স্কেল প্যারামিটারাইজেশন স্কিমগুলির পছন্দ হারিকেনের তীব্রতা, ট্র্যাক, গতি এবং বৃষ্টিপাতের হারকে প্রভাবিত করতে পারে। মাইক্রোফিজিক্যাল অনুমানগুলি প্রত্যক্ষ বা পরোক্ষভাবে নিয়ন্ত্রিত ঝড়ের কাঠামো হতে পারে, যার ফলে হারিকেন ট্র্যাকে ছোট পরিবর্তন ঘটে যার সামাজিক পরিণতি হতে পারে। জলবিদ্যুৎ গঠন এবং আকৃতি তরল জলের ফোঁটাগুলির আকৃতি সাধারণত পৃষ্ঠের উত্তেজনার প্রভাবের কারণে গোলাকার হয়। ড্রপের আকারের উপর নির্ভর করে একটি পতিত ড্রপ অতিক্রম করে প্রবাহিত বাতাসের ঘর্ষণ ড্রপের নীচে স্কুইশ করতে পারে যাতে এটি সামান্য অ-গোলাকার হয়। তবে, কঠিন বরফ সাধারণত সুন্দর গোলাকার আকারে তৈরি হয় না। বরফ স্ফটিকগুলি জমা করে ষড়ভুজাকার কাঠামো তৈরি করতে পছন্দ করে, তবে উপস্থিতিতে গ্রুপেলের মধ্যে রিমিং বা একত্রীকরণের মধ্যে অদ্ভুত আকার তৈরি করতে পারে। বরফের কণাগুলির আকৃতি বেশিরভাগই তাপমাত্রা এবং যেখানে তারা গঠিত হয় তার উপর নির্ভর করে। সুপারস্যাচুরেশন বেশিরভাগ আপড্রাফ্ট অঞ্চলের গতির উপর নির্ভরশীল। উচ্চ আপড্রাফ্ট অঞ্চলে আরও বেশি হাইড্রোমিটার গঠিত হয়। গ্রেপেল বেশিরভাগ দুর্বল আপড্রাফ্ট অঞ্চলে পাওয়া যায়। কণার আকার ক্রমবর্ধমান উচ্চতার সাথে হ্রাস পেতে থাকে কারণ কম উচ্চতায় বড় কণাগুলি সংঘর্ষ করে এবং ছোট কণাগুলির সাথে একত্রিত হয়। যেহেতু ক্লাউড মাইক্রোফিজিক্সের জন্য আপড্রাফ্ট গুরুত্বপূর্ণ, তাই কনভেনশন প্যারামিটারাইজেশন স্কিমগুলি মাইক্রোফিজিক্সকে কীভাবে প্রভাবিত করতে পারে তাও বিবেচনা করা প্রয়োজন। কণার আকার বণ্টনের প্যারামিটারাইজেশনে ছোট ভুলগুলি টার্মিনাল বেগের গণনায় বড় প্রভাব ফেলতে পারে। স্ট্র্যাটিফর্ম এবং কনভেক্টিভ অঞ্চলে কণাগুলির গঠন, আকার এবং সংখ্যার ঘনত্ব নাটকীয়ভাবে পরিবর্তিত হয়। ক্রান্তীয় ঘূর্ণিঝড়ের পর্যবেক্ষণ থেকে প্রাপ্ত কণার পতনের গতি মধ্য অক্ষাংশ ব্যবস্থা থেকে প্রাপ্ত কণার তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে পরিবর্তিত হয়। হারিকেনগুলির পরিবর্তনের সম্ভাব্যতা সম্পর্কে অনেক গবেষণা হয়েছে যাতে সেগুলি ততটা ধ্বংসাত্মক না হয়। রোজেনফেল্ড এবং অন্যান্য। (2007) হারিকেন ক্যাটরিনার (2005) সম্ভাব্য পরিবর্তন নিয়ে গবেষণা করেছেন। তারা হারিকেনের বাইরের অঞ্চলে সমস্ত উষ্ণ বৃষ্টিপাতের গঠন দমন করে হারিকেনের বীজ বপনের অনুকরণ করেছিল। তারা জানিয়েছে যে তাদের অনুকরণে বীজযুক্ত হারিকেন প্রাথমিকভাবে বীজের অঞ্চলে পৃষ্ঠের বাতাসকে দুর্বল করে দিয়েছিল। হারিকেনের চোখ অবশেষে সংকুচিত হয়ে আরও শক্তিশালী হয়ে ওঠে, তবে মোট বায়ু ক্ষেত্রের গড় দুর্বল ছিল। এই সর্বোত্তম পরিস্থিতিতে, তারা জানিয়েছে যে বীজ বপন হারিকেন-বল বাতাসকে 25 শতাংশ হ্রাস করেছে। র্যাঙ্গো এবং হবস (2005) গ্রীষ্মমন্ডলীয় পরিবাহী ব্যবস্থার সিটু পরিমাপে প্রাপ্ত। তাঁরা দেখতে পান যে তরল জলের পরিমাণ অ্যাডিয়াব্যাটিক মানের নিচে ছিল। এটি এমনকি নবগঠিত আপড্রাফ্টের ক্ষেত্রেও সত্য ছিল, যা বোঝায় যে সংঘর্ষ-সমন্বয় এবং/অথবা প্রবেশ মিশ্রণ তরল জল অপসারণের জন্য কার্যকর পদ্ধতি। তারা উল্লেখ করেছেন যে মেঘের তলদেশ থেকে 2 থেকে 4 কিলোমিটারের উপরে উচ্চতায় কার্যকর ব্যাসার্ধ হ্রাস পেতে শুরু করে, যা তারা উষ্ণ বৃষ্টি প্রক্রিয়ার জন্য দায়ী করে। - 4 ডিগ্রি সেলসিয়াস এবং-10 ডিগ্রি সেলসিয়াসের মধ্যে তাপমাত্রায় বরফের প্রক্রিয়াগুলি গুরুত্বপূর্ণ হয়ে ওঠে এবং তারা সূঁচ, হিমায়িত ফোঁটা এবং আবরণ সহ বিভিন্ন আকারের ছবি তোলে। ক্রমবর্ধমান মেঘের মধ্যে, এটি লক্ষ্য করা গেছে যে কণার আকার প্রায়শই রিমিং দ্বারা বৃদ্ধি পায়। টোকে এবং অন্যান্য। (2008) সাময়িক ঘূর্ণিঝড়ে বৃষ্টির ফোঁটার আকারের বন্টন অধ্যয়ন করেন। বড় ফোঁটা উপস্থিত থাকুক না কেন, তারা ছোট এবং মাঝারি আকারের ফোঁটার উচ্চ ঘনত্ব খুঁজে পেয়েছে। মোট ফোঁটাগুলির সংখ্যা ছিল 600 থেকে 1000 মি.-3 এর মধ্যে, তরল জলের পরিমাণ ছিল প্রায় 1 গ্রাম মি.-3, এবং প্রতি ঘন্টায় বৃষ্টিপাতের হার ছিল প্রায় 20 মিলিমিটার। ফোঁটাগুলির গড় ভর ব্যাস ছিল ~ 1.6 মিমি এবং রেকর্ড করা সর্বোচ্চ ব্যাস ছিল 4.11 মিমি। ফলাফলগুলি ইঙ্গিত করে যে মধ্য অক্ষাংশ এবং গ্রীষ্মমন্ডলীয় ঝড়ের মধ্যে মাইক্রোফিজিক্সের পার্থক্যের কারণে গ্রীষ্মমন্ডলীয় ঘূর্ণিঝড় থেকে পূর্বের বৃষ্টিপাতের হারের অনুমানকে অবমূল্যায়ন করা হতে পারে। আমাজনে গ্রীষ্মমণ্ডলীয় মেঘের মাইক্রোফিজিক্সের ইন-সিটু পরিমাপ দেখায় যে শক্তিশালী আপড্রাফ্টের অঞ্চলে দুর্বল আপড্রাফ্টের তুলনায় ছোট সুপারকুলড জলের ফোঁটা বা বরফের কণা থাকে। স্ট্র্যাটিফর্ম অ্যানভিল অঞ্চলে, গ্রেপেলে একত্রীকরণ ছিল প্রধান বৃদ্ধি প্রক্রিয়া। আপড্রাফ্টের গতি নির্ধারণ করে যে উষ্ণ বৃষ্টির প্রক্রিয়া, রিমিং বা একত্রীকরণ আপড্রাফ্ট অঞ্চলে বৃদ্ধির প্রাথমিক প্রক্রিয়া কিনা। হেইমসফিল্ড এবং অন্যান্য। (2002) গ্রীষ্মমন্ডলীয় পরিবাহনের মাইক্রোফিজিক্সের দিকেও নজর দিয়েছিলেন, তবে তারা নিজেদেরকে স্তরবিন্যাস অঞ্চলে সীমাবদ্ধ রেখেছিলেন। তাঁরা বিভিন্ন আকার ও আকারের বরফের কণা পর্যবেক্ষণ করেন। বিশেষত, তারা উল্লেখ করেছেন যে পরিবাহী অঞ্চলের কাছে রিমযুক্ত কণা পাওয়া গেছে, "ক্ষণস্থায়ী পরিচলন" অঞ্চলে ছোট গোলক পাওয়া গেছে এবং কম তাপমাত্রায় সিরাস স্ফটিক তৈরি হয়েছে। তারা কণার আকারের বিতরণ তৈরি করে এবং উল্লেখ করে যে তারা গামা বিতরণের সাথে বিশেষভাবে ভালভাবে খাপ খায় এবং সূচকীয় বিতরণের সাথে কিছুটা কম ভালভাবে খাপ খায়। তারা উল্লেখ করেছেন যে তাদের ফলাফল মধ্য অক্ষাংশ পদ্ধতি থেকে প্রাপ্ত ফলাফলের অনুরূপ ছিল। প্যারামিটারাইজেশন বিভিন্ন ক্লাউড মাইক্রোফিজিক্স প্যারামিটারাইজেশন স্কিম রয়েছে। পরিকল্পনার পরিশীলনের উপর নির্ভর করে, বরফ-পর্যায়ের বিভাগগুলির সংখ্যা পরিবর্তিত হতে পারে। অনেক প্রকল্পে কমপক্ষে তিনটি বিভাগ ব্যবহার করা হয়ঃ ক্লাউড আইস, গ্রেপেল এবং স্নো। বরফের শ্রেণিবিন্যাস প্রয়োজনীয় কারণ বরফের বিভিন্ন রূপ বিভিন্ন গতিতে পড়বে। সাধারণত, মাইক্রোফিজিক্স স্কিমগুলি পতনের বেগের জন্য একটি ভর-ওজনযুক্ত গড় ব্যবহার করবে। ম্যাকফারকুহার এবং ব্ল্যাক (2004) দেখিয়েছেন যে বিভিন্ন প্যারামিটারাইজিং পদ্ধতির ফলে হাইড্রোমিটারগুলির টার্মিনাল বেগ নাটকীয়ভাবে ভিন্ন হয়। তীব্রতা মেঘ ঘনীভবন নিউক্লিয়াসের (সিসিএন) উপস্থিতি মেঘের মধ্যে তৈরি হওয়া মেঘবিন্দুগুলির সংখ্যাকে প্রভাবিত করে; যত বেশি সিসিএন থাকবে, তত বেশি মেঘবিন্দু তৈরি হবে। সিসিএন ঘনত্বের পরিবর্তন এবং ক্লাউড ড্রপ বিতরণে তাদের সম্পর্কিত পরিবর্তনগুলি হারিকেনের মধ্যে শক্তি পুনরায় বিতরণ করতে পারে। এটি 1960-এর দশকে জানা গিয়েছিল যা বিজ্ঞানীদের ভাবতে পরিচালিত করেছিল যে কম তীব্র হারিকেন উৎপাদনের জন্য সিসিএন যোগ করে হারিকেনগুলি সংশোধন করা যেতে পারে। এটি প্রস্তাব করা হয়েছিল যে চোখের দেয়ালের বাইরে সিলভার আয়োডাইড দিয়ে বীজ বপন করলে অতি শীতল জল হিমায়িত হবে, আরও সুপ্ত তাপ মুক্তি পাবে এবং পরিচলন বৃদ্ধি পাবে। গ্রীষ্মমণ্ডলীয় ঘূর্ণিঝড়ে অতি শীতল জলের অভাবের কারণে এই পদ্ধতিটি শেষ পর্যন্ত ব্যর্থ হয়েছিল। একটি ভিন্ন পদ্ধতি মেঘকে প্রচুর সংখ্যক ছোট হাইগ্রোস্কোপিক অ্যারোসল দিয়ে বীজ বপন করে। সি. সি. এন-এর বৃহৎ সংখ্যার ফলে বৃষ্টির ছোট ছোট ফোঁটা, কম সংঘর্ষ-সঙ্গম এবং এইভাবে কম বৃষ্টিপাত হয়। এই জল হিমায়িত স্তরের উপরে প্রবাহিত হয়, যার ফলে উপরের বায়ুমণ্ডলে উষ্ণতা বৃদ্ধি পায় এবং আরও বেশি পরিচলন ঘটে। হারিকেনের তীব্রতার উপর বর্ধিত সিসিএন-এর প্রভাব নিয়ে বেশ কয়েকটি মডেলিং গবেষণা হয়েছে। রোজেনফেল্ড এবং অন্যান্যরা (2007) হারিকেন ক্যাটরিনা অনুকরণ করার জন্য ওয়েদার রিসার্চ মডেল (ডাব্লুআরএফ) ব্যবহার করেছিলেন এবং তারপরে প্রচুর সংখ্যক সিসিএন যোগ করার প্রভাবগুলি অনুমান করার জন্য উষ্ণ বৃষ্টির প্রক্রিয়াগুলি বন্ধ করে দিয়েছিলেন। তারা জানিয়েছে যে তারা ন্যূনতম কেন্দ্রীয় চাপ এবং বাতাসের সর্বোচ্চ গতি সহ নিয়ন্ত্রণ দৌড়ে ক্যাটরিনার মূল বৈশিষ্ট্যগুলি অনুকরণ করতে সফল হয়েছে। উষ্ণ বৃষ্টির প্রক্রিয়া অপসারণ করা হলে মেঘজলের পরিমাণ স্বাভাবিকভাবেই বৃদ্ধি পায় এবং বৃষ্টির জলের পরিমাণ হ্রাস পায়। উষ্ণ বৃষ্টি দমন হারিকেনের তাপগতিবিদ্যার কাঠামোকেও পরিবর্তন করেঃ হারিকেনের বাইরের প্রান্তে নিম্ন স্তরে তাপমাত্রা হ্রাস পায়। পরে, কেন্দ্রীয় চাপের পাশাপাশি সর্বোচ্চ বাতাস কমে যায়। ঝু এবং ঝাং (2006) 1998 সালের হারিকেন বনি অনুকরণ করার জন্য একটি মেসোস্কেল মডেল ব্যবহার করেছিলেন। তারা জানিয়েছে যে তাদের নিয়ন্ত্রণ চালনা পর্যবেক্ষণ করা হারিকেনটিকে অনুকরণ করতে যুক্তিসঙ্গতভাবে সক্ষম হয়েছিল। তারপরে তারা মাইক্রোফিজিক্সের পরিবর্তনগুলি হারিকেনকে কীভাবে প্রভাবিত করে তা পরীক্ষা করার জন্য একাধিক সংবেদনশীলতা পরীক্ষা-নিরীক্ষা চালিয়েছিল। বিভিন্ন সংবেদনশীলতা রান বরফ প্রক্রিয়াগুলির প্রভাবের উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করা হয়েছিল। তারা জানিয়েছে যে গ্রীষ্মমন্ডলীয় ঘূর্ণিঝড়গুলি বরফ পর্যায় প্রক্রিয়াগুলির তীব্রতা এবং মূল কাঠামোতে একটি বড় সংবেদনশীলতা প্রদর্শন করে। বরফ প্রক্রিয়াগুলি অপসারণের সাথে সাথে বার্জেরন প্রক্রিয়া ছাড়াই ঘূর্ণিঝড়ের তীব্রতা হ্রাস পায়। যখন গ্রেপেল প্রক্রিয়াগুলি অপসারণ করা হয়, তখন ঝড়টি দুর্বল হয়ে যায় তবে সমস্ত বরফ প্রক্রিয়াগুলি অপসারণের মতো ততটা নয়। এবং যখন বাষ্পীভবন বন্ধ করা হয়, তখন ঝড়ের তীব্রতা নাটকীয়ভাবে বৃদ্ধি পায়। তারা এই উপসংহারে পৌঁছেছে যে, ক্রান্তীয় ঘূর্ণিঝড়গুলিকে সম্প্রসারিত করতে গলন এবং বাষ্পীভবন প্রক্রিয়া গুরুত্বপূর্ণ। বিভিন্ন পরিস্থিতির জন্য বিভিন্ন ক্যুমুলাস প্যারামিটারাইজেশন স্কিম তৈরি করা হয়েছিল। বেটস-মিলার প্রকল্প (বা ব্যুৎপত্তিগত বেটস-মিলার-জাঞ্জিক) স্থানীয় উল্লম্ব তাপমাত্রা এবং আর্দ্রতা কাঠামো বাস্তবসম্মত হয় তা নিশ্চিত করার চেষ্টা করে। গ্রীষ্মমন্ডলীয় ঘূর্ণিঝড়ের অনুকরণ করার সময় বেটস-মিলার (-জাঞ্জিক) প্রকল্পটি প্রায়শই ব্যবহৃত হয়। ডেভিস এবং বোসার্ট (2002) হারিকেন ডায়ানার (1984) অনুকরণ করেছিলেন যা অতিরিক্ত গ্রীষ্মমন্ডলীয় রূপান্তরিত হয়েছিল। তারা বেটস-মিলার-জাঞ্জিক ক্যুমুলাস প্যারামিটারাইজেশন স্কিমটি দুটি উপায়ে ব্যবহার করেছিলেনঃ একটি মধ্য অক্ষাংশ ব্যবস্থার জন্য এবং অন্যটি গ্রীষ্মমন্ডলীয় ব্যবস্থার জন্য নির্ধারিত পরামিতিগুলির সাথে। তারা লক্ষ্য করেছেন যে যখন মধ্য অক্ষাংশ ব্যবস্থার জন্য প্যারামিটারাইজেশন স্কিম সেট করা হয় তখন সিমুলেশন আরও বাস্তবসম্মত ট্র্যাক এবং ঝড়ের তীব্রতা তৈরি করে। যাইহোক, গ্রীষ্মমন্ডলীয় অনুকরণ আরও বাস্তবসম্মত বৃষ্টিপাত ক্ষেত্র তৈরি করে। পাটনাইক এবং কৃষ্ণমূর্তিল (2007) হারিকেনের তীব্রতার উপর মেঘের মাইক্রোফিজিক্সের প্রভাব মূল্যায়নের জন্য 2004 সালের হারিকেন চার্লির অনুকরণ করেছিলেন। তারা জানায় যে তাদের নিয়ন্ত্রণ দৌড় ট্র্যাক, তীব্রতা, গতি এবং বৃষ্টিপাতের অনুকরণে সফল হয়েছিল। তারা নাসা গডার্ড স্পেস ফ্লাইট সেন্টারের মাইক্রোফিজিক্স স্কিম ব্যবহার করেছিল। এই প্রকল্পে মেঘ জলের পাঁচটি ভিন্ন শ্রেণীবিভাগ ব্যবহার করা হয়েছেঃ তরল মেঘের জল, মেঘের বরফ, বৃষ্টির জল, তুষার এবং শিলাবৃষ্টি। এটি সুপারকুলড জলের জন্যও অনুমতি দেয়। তাদের গবেষণাটি দেখানোর চেষ্টা করে যে পতনের গতি এবং বাধা পরামিতিগুলি কীভাবে গ্রীষ্মমন্ডলীয় ঘূর্ণিঝড়ের তীব্রতাকে প্রভাবিত করতে পারে। বৃষ্টিপাতের কণাগুলির আকারের বন্টনকে এইভাবে পরিমাপ করা হয়ঃ N (D) = N0e − λDdD যেখানে N হল প্রদত্ত ব্যাস D এবং D + dD-এর মধ্যে বৃষ্টিপাতের কণাগুলির সংখ্যা, N0 হল বাধা পরিমাপ, λ হল ঢাল পরিমাপ, এবং D হল কণাগুলির ব্যাস। তারা একই মডেল এবং মাইক্রোফিজিক্স স্কিম ব্যবহার করে, কোনটি সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ তা বোঝার জন্য বিভিন্ন মাইক্রোফিজিক্যাল প্রক্রিয়া বন্ধ করে দেয়। তারা লক্ষ্য করেছেন যে মাইক্রোফিজিক্স পরিকল্পনার পরিবর্তনগুলি হারিকেনের তীব্রতাকে নাটকীয়ভাবে প্রভাবিত করেছে। সবচেয়ে তীব্র হারিকেনগুলি ছিল যখন গলন দমন করা হত, বা যখন কোনও বাষ্পীভবনের অনুমতি দেওয়া হত না। তারা এর অর্থ হিসাবে ব্যাখ্যা করেছেন যে কণাগুলি গলে যাওয়া বা বাষ্পীভূত হওয়ার জন্য প্রয়োজনীয় শক্তি পরিবর্তে বায়ু স্তম্ভকে গরম করতে ব্যবহার করা যেতে পারে, যা একটি শক্তিশালী ঝড়ের দিকে পরিচালিত করে পরিচলন বৃদ্ধি করে। দুর্বলতম সিমুলেটেড ঝড়ের সময়, তুষার এবং গ্রেপেল কণাগুলির পতনের গতি বৃদ্ধি করা হয়েছিল। পতনের হার বৃদ্ধির ফলে বাষ্পীভবনও বৃদ্ধি পায়, যার ফলে পরিচলন দুর্বল হয়ে পড়ে। ইন্টারসেপ্ট প্যারামিটারের পরিবর্তনগুলি সামান্য পরিবর্তন দেখিয়েছে। এর থেকে বোঝা যায় যে, বিভিন্ন আকারের কণাগুলির মধ্যে আপেক্ষিক বণ্টনের মতো মোট কণার সংখ্যা ততটা গুরুত্বপূর্ণ নয়। ক্লাউড মাইক্রোফিজিক্স কীভাবে হারিকেন ট্র্যাককে প্রভাবিত করে তার দিকে প্রধানত নজর দেওয়া সিমুলেশনগুলির একটি সিরিজ আরও প্রকাশ করেছে যে সাবগ্রিড-স্কেল অশান্ত মিশ্রণ প্যারামিটারাইজেশন স্কিমগুলি হারিকেন সিমুলেশনের তীব্রতাকে তার ট্র্যাকের চেয়ে বেশি প্রভাবিত করেছিল। ট্র্যাক যদিও মূল লক্ষ্য নয়, রোজেনফেল্ড এবং অন্যান্যদের (2007) দুটি কাজ উল্লেখ করেছে যে তাদের সিমুলেশনে উল্লেখ করা হয়েছে যে প্রচুর পরিমাণে অ্যারোসল যোগ করার মাধ্যমে উষ্ণ বৃষ্টিপাতের দমন গ্রীষ্মমন্ডলীয় ঘূর্ণিঝড়কে পূর্ব দিকে ঘুরিয়ে দেবে। ঝু এবং ঝাং (2006) রিপোর্ট করেছেন যে হারিকেন ট্র্যাক মেঘ মাইক্রোফিজিক্যাল প্রক্রিয়াগুলির প্রতি সংবেদনশীল ছিল না খুব দুর্বল ঝড় ছাড়া, যা পূর্ব দিকে ঠেলে দেওয়া হয়েছিল। সংবেদনশীলতা অধ্যয়নের একটি সিরিজে, পট্টনায়েক এবং কৃষ্ণমূর্তি এই সিদ্ধান্তে পৌঁছেছেন যে মাইক্রোফিজিক্যাল প্রক্রিয়াগুলি হারিকেন ট্র্যাকে খুব কম প্রভাব ফেলে। ডেভিস এবং বোসার্ট (2002) অন্যান্য বিষয়ের মধ্যে গ্রীষ্মমন্ডলীয় ঝড়ের পথে ক্যুমুলাস প্যারামিটারাইজেশনের প্রভাব বিবেচনা করেছেন। তারা দেখেছেন যে ট্রপোপোজে সম্ভাব্য ভোর্টিসিটির পরিবর্তন বায়ু ক্ষেত্রে পরিবর্তন ঘটাতে পারে। বিশেষত, বিভিন্ন পরিকল্পনার সম্ভাব্য ভোর্টিসিটিকে প্যারামিট্রাইজ করার বিভিন্ন পদ্ধতি রয়েছে যার ফলস্বরূপ বিভিন্ন ট্র্যাক তৈরি হয়। তাঁরা দেখতে পান যে, বেটস-মিলার-জাঞ্জিক এবং গ্রিল প্রকল্পগুলি কেইন-ফ্রিটসের তুলনায় আরও বেশি পশ্চিমমুখী পথ তৈরি করেছিল। কেইন-ফ্রিটসচ প্রকল্পটি ঝড়কে খুব দ্রুত তীব্র করার প্রবণতা দেখিয়েছে তবে পর্যবেক্ষণের তুলনায় সেরা পথ তৈরি করেছে। আরও তীব্র ঝড়ের সিমুলেটেড ট্র্যাকগুলি দুর্বল ঝড়ের তুলনায় পূর্ব দিকে আরও দূরে থাকে। ডেভিস এবং বোসার্ট আরও উল্লেখ করেছেন যে, তাদের ফলাফলগুলি ক্যুমুলাস প্যারামিটারাইজেশনের উপর পূর্ববর্তী সংবেদনশীলতা গবেষণার থেকে আলাদা, যেখানে দেখা গেছে যে বেটস-মিলার-জাঞ্জিক স্কিমের আরও ভাল ফলাফলের প্রবণতা রয়েছে। তারা এই পার্থক্যের জন্য গবেষণার মধ্যে গ্রিডের ব্যবধানের পার্থক্যকে দায়ী করে। প্রথম গবেষণাপত্রটি প্রকাশিত হয়েছিল যা বিশেষভাবে হারিকেন ট্র্যাক ওয়া ফোভেল অ্যান্ড সু (2007)-এর উপর ক্লাউড মাইক্রোফিজিক্সের প্রভাবগুলির দিকে নজর দিয়েছিল। তারা হারিকেন রিটা (2005)-এর সিমুলেশন এবং একটি আদর্শ হারিকেন সিমুলেশন ব্যবহার করে দেখতে যে কীভাবে বিভিন্ন মাইক্রোফিজিক্যাল প্যারামিটারাইজেশন এবং পরিচলন স্কিম হারিকেন ট্র্যাককে পরিবর্তন করে। তারা কেসলার (কে), লিন এবং অন্যান্যদের প্রভাবের তুলনা করেছেন। (এল), এবং তিনটি শ্রেণীর ডাব্লুআরএফ একক মুহূর্ত (ডাব্লুএফআর 3) প্রকল্প, কেইন-ফ্রিটসচ (কেএফ), গ্রেল-দেভেনি (জিডি), এবং বেটস-মিলার-জাঞ্জিক (বিএমজে) পরিবাহী পরামিতি প্রকল্পের প্রভাবের সাথে মিলিত। যে হারিকেনটি রীটার ট্র্যাককে সবচেয়ে অনুরূপভাবে অনুকরণ করেছিল তা ছিল যখন ডাব্লুএসএম 3 মাইক্রোফিজিক্স স্কিমটি বিএমজে পরিচলন সহ যুক্ত করা হয়েছিল। সবচেয়ে খারাপ সিমুলেটেড ট্র্যাকটি ছিল যখন কে মাইক্রোফিজিক্সকে কেএফ পরিচলনের সাথে যুক্ত করা হয়েছিল, যা একটি দুর্বল ঝড় তৈরি করেছিল যা প্রকৃত ঝড়ের পশ্চিমে ভালভাবে অনুসরণ করেছিল। মাইক্রোফিজিক্স এবং ক্যুমুলাস কনভেনশন প্যারামিটারাইজেশন স্কিমগুলি পরিবর্তন করার ফলে জাতীয় হারিকেন সেন্টারের মতো হারিকেন ট্র্যাকগুলিতে একই বিস্তার ঘটে। তারা আরও লক্ষ্য করেছেন যে মাইক্রোফিজিক্স প্যারামিটারাইজেশনের মধ্যে সবচেয়ে বড় পার্থক্য হল কে-তে কোনও বরফের পর্যায় অন্তর্ভুক্ত নয়। মেঘের বরফ এবং বরফের স্ফটিক প্রকৃতির মধ্যে পার্থক্য, বৃষ্টির ফোঁটার গোলাকার প্রকৃতির তুলনায়, এবং গ্রুপেলের আধা-গোলাকার আকৃতি সম্ভবত বিভিন্ন পতনের বেগ তৈরি করবে যখন হিমায়িত জল প্যারামিটারাইজেশনে অন্তর্ভুক্ত করা হয়। তারা রিটা সিমুলেশনের সবচেয়ে সঠিক সদস্য ব্যবহার করে এবং মাইক্রোফিজিক্স পরিবর্তন করে যাতে বরফের কণাগুলির পতনের গতি একই পতনের বেগ থাকে যেন তারা একই ভর সহ তরল বৃষ্টির ফোঁটা হয়। তারা জানিয়েছে যে এটি হারিকেনের গতিপথ পরিবর্তন করেছে যাতে এটি কে স্কিমের মতো আরও পশ্চিমে ট্র্যাক করে। হারিকেন রিটা অনুকরণের পাশাপাশি, ফোভেল এবং সু (2007) আগের মতোই একই অনুকরণ তৈরি করেছিল, তবে একটি ছোট গ্রিড আকারে যাতে ক্যুমুলাস প্যারামিটারাইজেশনের প্রয়োজন না হয়। তারা দেখতে পেল যে কে স্কিম দ্বারা উত্পাদিত হারিকেনটি বাকিদের তুলনায় দুর্বল ছিল এবং এর সবচেয়ে পশ্চিমমুখী পথ ছিল। তারা এই উপসংহারে পৌঁছেছে যে বিভিন্ন পরিকল্পনায় বিভিন্ন অন্তর্নিহিত মাইক্রোফিজিক্যাল অনুমান পূর্বাভাসের সময়সীমার উপর হারিকেন ট্র্যাক পরিবর্তন করতে পারে। সাধারণভাবে, তাদের ফলাফল থেকে বোঝা যায় যে বড় আকারের হারিকেনগুলি আরও পশ্চিম দিকে অনুসরণ করবে, যা "বিটা ড্রিফ্ট"-এর সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ। যখন পরিবর্তনশীল কোরিওলিস প্যারামিটার সহ কোনও বড় আকারের প্রবাহ ছাড়াই হারিকেনের একটি আদর্শ সেট তৈরি করা হয়েছিল, তখন তারা দেখতে পেয়েছিল যে হারিকেনগুলি এখনও উত্তর-পূর্ব দিকে উত্তর-উত্তর-পূর্ব দিকে চলে গেছে। যাইহোক, বিভিন্ন মাইক্রোফিজিক্যাল স্কিমগুলি বিভিন্ন দিকে ট্র্যাক করে। যেহেতু কোনও বড় আকারের প্রবাহ ছিল না, তাই তারা এই সিদ্ধান্তে পৌঁছেছে যে ট্র্যাকের পার্থক্যগুলি মাইক্রোফিজিক্সের পরিবর্তনের কারণে সৃষ্ট ভোর্টেক্স গতির পরিবর্তনকে উপস্থাপন করে। একটি ধ্রুবক এফ-প্লেন পরীক্ষায়, ঝড়ের কোনও গতিবিধি ছিল না। তারা লক্ষ্য করেছেন যে এন. ডব্লিউ. এস সর্বসম্মত মডেলের ফলাফলের মধ্যে বৈচিত্র্য প্রাথমিকভাবে বিভিন্ন মডেলগুলি কীভাবে তাদের ক্লাউড মাইক্রোফিজিক্স এবং অন্যান্য সাবগ্রিড-স্কেল প্রক্রিয়াগুলিকে প্যারামিটারাইজ করে তার কারণে হতে পারে। সম্প্রতি, ফোভেল এবং অন্যান্যরা। (2009) আদর্শ পরিবেশে হারিকেনের একটি মডেলিং গবেষণা পরিচালনা করেন। মডেলটির একটি ধ্রুবক সমুদ্র পৃষ্ঠের তাপমাত্রা ছিল, কোনও পটভূমি বাতাস ছিল না, তবে পৃথিবীর ঘূর্ণন সহ। তারপরে তারা বিভিন্ন মাইক্রোফিজিক্স স্কিম সহ একটি ভোর্টেক্স ঢোকায় এবং লক্ষ্য করে যে ট্র্যাকগুলি বিচ্ছিন্ন হয়ে গেছে। তারা এফ07-এর মতো একই মাইক্রোফিজিক্স স্কিম ব্যবহার করেছিল এবং এফ07-এর মতো উল্লেখ করেছে যে কে ঝড় অন্যান্য মাইক্রোফিজিক্স স্কিমের সাথে উত্পাদিত ঝড়ের তুলনায় দ্রুত এবং আরও পশ্চিম দিকে চলে গেছে। ফিওরিনো এবং এলসবেরির (1989) একটি পূর্ববর্তী গবেষণায় দেখা গেছে যে ঝড়ের গতিপথ এবং গতি কেবল ঝড়ের বাইরের অংশে স্পর্শক বাতাসের পরিবর্তন করে পরিবর্তন করা যেতে পারে কারণ তারা বিটা গাইরের অভিযোজন এবং শক্তি নির্ধারণে সহায়তা করেছিল। কে মাইক্রোফিজিক্স প্যারামিটারাইজেশন সহ এফ09 ঝড়ের সবচেয়ে বড় চোখ এবং বড় ব্যাসার্ধে সবচেয়ে শক্তিশালী বাতাস ছিল, যেখানে এল ঝড়টি সবচেয়ে তীব্র ছিল এবং ডাব্লুএসএম3-এর সবচেয়ে সংক্ষিপ্ত চোখ ছিল। F09 উল্লেখ করেছে যে শক্তিশালী বাইরের বাতাসের সাথে ঝড় দুর্বল বাতাসের সাথে ঝড়ের চেয়ে উত্তর-পশ্চিমে বেশি ট্র্যাক করে। তারা অনুমান করে যে এটি হাইড্রোস্ট্যাটিক ভারসাম্যের বায়ুমণ্ডল দিয়ে ব্যাখ্যা করা যেতে পারে। হাইড্রোস্ট্যাটিক ভারসাম্যযুক্ত একটি বায়ুমণ্ডল ধরে নিলে, গড় কলামের ভার্চ্যুয়াল তাপমাত্রা পৃষ্ঠের চাপে সবচেয়ে বেশি অবদান রাখে। তিনটি এফ09 ঝড়ের কার্যত তাপমাত্রা পরিবর্তিত হয় এবং কেসলার ঝড়ের তাপমাত্রা অন্যান্য ঝড়ের তুলনায় কয়েক ডিগ্রি বেশি থাকে। বাতাস রেডিয়াল চাপের গ্রেডিয়েন্ট দ্বারা নির্ধারিত হয়, যা তাপমাত্রার গ্রেডিয়েন্টের সাথে সম্পর্কিত। অতএব, যে ঝড়গুলির বাস্তবিক তাপমাত্রায় একটি বড় রেডিয়াল বৈচিত্র্য রয়েছে তাদের শক্তিশালী বাইরের বাতাস থাকবে। মডেলগুলির মধ্যে তাপমাত্রার পার্থক্য রেডিয়েটিভ হিটিং এবং কুলিংয়ের পরিবর্তন দ্বারা ব্যাখ্যা করা যেতে পারে। কে মাইক্রোফিজিক্স স্কিম কণার পতনের গতি তৈরি করেছিল যা অন্যদের তুলনায় ধীর ছিল, যার ফলে এর অ্যানভিলের আকার বৃদ্ধি পেয়েছিল। F09 রিপোর্ট করে যে অ্যানভিলের আকারকে প্রভাবিত করে এমন সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ উপাদান হল টার্মিনাল বেগ এবং কণাগুলির টার্মিনাল বেগ তাদের জ্যামিতি, ঘনত্ব এবং আকারের উপর নির্ভর করে। অ্যানভিল এবং আগত এবং নির্গত বিকিরণের মধ্যে মিথস্ক্রিয়া রেডিয়াল তাপমাত্রার গ্রেডিয়েন্ট পরিবর্তন করে, যার ফলে ট্র্যাকের দিক পরিবর্তন হয়। ফোভেল এবং অন্যান্য। উপসংহারে আসা যায় যে মাইক্রোফিজিক্স স্কিমগুলির পছন্দ অ্যানভিলের কণাগুলির টার্মিনাল বেগের পরিবর্তন ঘটাতে পারে যা অ্যানভিলের আকারে বৃদ্ধি বা হ্রাস ঘটাতে পারে। যে স্কিমগুলি ভারী কণা তৈরি করে যা দ্রুত পড়ে যায় (যেমন কে) খারাপ ফলাফল তৈরি করে। তারা সতর্ক করে উপসংহার টানেন যে, ঝড়ের গতিপথ বা গতিতে যে কোনও পরিবর্তন যা প্রাথমিকভাবে মাইক্রোফিজিক্স দ্বারা সৃষ্ট হয় তা স্টিয়ারিং প্রবাহ বা সমুদ্র পৃষ্ঠের তাপমাত্রার মতো অন্যান্য গতিশীল কারণগুলির দ্বারা প্রশস্ত হতে পারে। তথ্যসূত্র ক্রান্তীয় ঘূর্ণিঝড়