يعد نظام إحداثيات سيجما نظامًا إحداثيًا شائعًا يستخدم في النماذج الحسابية لكل من علم المحيطات وعلم الطقس وغير ذلك من المجالات التي تتعلق بجريان الموائع.[1] ويحصل نظام الإحداثيات هذا على اسمه من المتغير المستقل المُستخدم في تمثيل مستوى الضغط المقيس.
تشمل النماذج التي تستخدم نظام إحداثيات سيجما نموذج برنستون للمحيطات(POM)[2]، والنموذج البيئي الحركي الكهربائي المائي المزدوج للبحار الصخرية الإقليمية (COHERENS)و [1], نظام التنبؤ المتكامل الخاص بالمركز الأوروبي للتنبؤات الجوية متوسطة المدى (ECMWF) وغيره من النماذج المختلفة للتنبؤ الرقمي للطقس.
الوصف
قد يُقاس الضغط في أعلى نقطة من خلال ضغط السطح ، أو أحيانًا قليلة عندما يكون الضغط في قمة النطاق المحدد .[3] في نظام إحداثيات سيجما، إذا تم تقسيم مقياس سيجما بالتساوي، حينئذٍ فإنه في كل نقطة في السطح يكون لدى كل طبقة رأسية عند هذه النقطة السُمك ذاته. وينقص سُمك كل طبقة بارتفاع السطح، حيث يتم ضغطها معًا ويتم تخفيض إجمالي المدى العمودي.
ويسمح نظام إحداثيات سيجما بمتابعة تضاريس النموذج؛ حيث إن التضاريس تكون منحدرة بشدة؛ ومن ثم أسطح سيجما. وهذا يسمح للحقول الدائمة، مثل درجة الحرارة، أن يتم تمثيلها بسلاسة على الطبقات السفلى في النموذج. فضلاً عن ذلك، ومع طبيعة انحدار الدالة الأسية للكثافة داخل الغلاف الجوي، تقدم إحداثيات سيجما قدرًا أكبر من الانحلال بالقرب من السطح. وتتطلب الطبيعة المنحدرة لأسطح الإحداثيات استيفاءً إضافيًا لقوة ضغط الإمالة وتجانس التضاريس الذي يمكن أن يتسبب غالبًا في تجاوز نطاق الحدود الفعلية للأرض.
هجائن إحداثيات سيجما
ضغط سيجما الهجين
تستخدم بعض نماذج الغلاف الجوي مخطط إحداثي ضغط سيجما، الذي يجمع الطبقات المقاومة لسيجما في أسفل (التضاريس التالية) مع تساوي ضغط (مقوم للضغط) الطبقات العليا. وتكون الطبقات العلوية متساوية الضغط الجوي بصفة عامة أكثر قابلية للتشكيل من الناحية العادية (حيث إنها الأكثر تسطيحًا)، وعلى وجه التحديد الأكثر قابلية للتشكيل بالنسبة لحسابات النقل الإشعاعي (يعد هذا مهمًا لاستيعاب ملاحظات إشعاعات الأقمار الصناعية). وتتسم بعض النماذج (على سبيل المثال، 2009 NAM) بأن لديها نطاق سيجما نقي في المستويات الانتقالية السفلية والمحددة، أما بالنسبة للمستويات العليا فجميع الطبقات يتساوى الضغط فيها تمامًا. أما النماذج الأخرى (مثل، نظام التنبؤات الجوية العالمي "GFS") تنتقل تدريجيًا من نطاق سيجما إلى الضغط المتعادل، الذي يتجنب العوامل الاصطناعية العددية في مستوى الانتقال.
كثافة سيجما الهجينة
تستخدم بعض النماذج الخاصة بعلم المحيطات الإحداثيات التي تنتقل بطريقة مماثلة من الكثافة (حالة تعادل الكثافة) إلى إحداثيات سيجما في مناطق الصخور الساحلية الضحلة.
المراجع
- Janjic, Zavisa (2010). "Scientific Documentation for the NMM Solver" ( كتاب إلكتروني PDF ). National Center for Atmospheric Research. صفحات 12–13. مؤرشف من الأصل ( كتاب إلكتروني PDF ) في 9 مارس 201303 يناير 2011.
- The Princeton Ocean Model, The Program in Atmospheric and Oceanic Sciences (AOS), Princeton University, مؤرشف من الأصل في 21 أغسطس 2013,13 نوفمبر 2010
- Pielke, Roger A. (2002). Mesoscale Meteorological Modeling. Academic Press. صفحات 131–132. .
4.^http://hycom.org/attachments/160_Chap16-Chassignet.pdf