نوع مقاله : مقاله علمی پژوهشی
نویسندگان
1 دانشجوی دکترا،سازمان هواشناسی،ارومیه،ایران.
2 استاد دانشگاه تبریز،تبریز،ایران
3 گروه آب و هو اشناسی دانشگاه تبریز،تبریز،ایران
چکیده
تازه های تحقیق
فرضیه این مطالعه که شکست امواج راسبی شرایط سینوپتیکی و دینامیکی اصلی برای وقوع EPEs در شمال غرب ایران فراهم میکند، شکل گرفت. این فرضیه از طریق یک بررسی سامانمند با استفاده از رخدادهای EPEs و استریمرهای PV، شکست امواج راسبی را مورد بررسی قرار داد. رخدادهای بارشی شدید شمال غرب ایران و ارتباط آن با شکست امواج راسبی، برای دوره آماری ۲۰۲۴-۱۹۹۰، مورد بررسی قرار گرفت؛ ابتدا با استفاده از دادههای بارشی ایستگاههای سینوپتیکی شمال غرب کشور، تعداد ۲۷۵ سامانه بارشی شدید برای منطقه مورد شناسایی قرار گرفت. جهت شناسایی امواج راسبی، مقدار ۲ واحد PV 2PVU)) روی سطوح همدمای پتانسیلی 330K مورد بررسی قرار گرفت. برای تعیین و طبقهبندی شکستها از شاخص تشخیص استریمر که توسط ورنلی و اسپرنگر (۲۰۱۷) توسعهیافته است استفاده شد. بعد از تشخیص و طبقهبندی شکست امواج، فراوانی رخدادها محاسبه و مورد تجزیهوتحلیل سینوپتیکی و اقلیمی قرار گرفتند. با بررسی و تحلیل نقشههای شکست امواج راسبی، چهار الگوی شکست امواج راسبی بر اساس فصلها شناسایی شدند؛ الگوی شکست فصل بهار، پاییز، زمستان و تابستان.
در الگوی شکست فصل بهار شکست AWB، هسته فراوانی قابلتوجهی در مرکز آسیا شکل میگیرد. فراوانی بالای ۲ درصد از کل رخدادها، به طور کامل شمال غرب و شمال شرق ایران را پوشش داده است. الگوی فصل بهار مهمترین الگوی فراوانی رخداد استریمرهای CWB است و بالاترین مقادیر فراوانی را به خود اختصاص میدهند. هسته فراوانی در این الگو به طور کامل شمال غرب ایران و دریای خزر را پوشش داده است و مهمترین نقش را در شکست امواج و رخداد بارشهای شدید شمال غرب ایران ایفا میکنند (شکل ۹). در الگوی فصل پاییز حداکثر فراوانی برای شکست AWB، رخ میدهد. هسته فراوانیها روی دریای مدیترانه و جنوب کشور ترکیه شکلگرفته است. با توجه به مکانیزم شکست AWB و تأثیرات دینامیکی آن، سامانههای بارشی شدید شمال غرب ایران را در این فصل تقویت و ایجاد میکنند، در الگوی فصل پاییز فراوانی رخدادها شکست CWB نسبت به فراوانی AWB کمتر است، ولی هر دو نوع شکست ناهنجاریهای بارشی شدید شمال غرب ایران را تقویت و ایجاد میکنند (شکل ۱۰). در الگوی شکست حاکم در فصل زمستان، هسته ناهنجاری قوی در ۳۰ درجه عرض شمالی و تقریباً ۱۵ درجه طول غربی در شمال غربی قاره آفریقا و غرب اقیانوس اطلس شمالی تشکیل شده است. فراوانی شکست CWB مناطقی از شمال غرب و کل ایران را فراگرفته است. با وجود فراوانی کمتر CWB، فراگیر بودن آنها قابل چشمگیر است و جریانهای جوی که از غرب وارد کشور میشوند را تحتتأثیر قرار داده و بارشهای فراگیر و گسترده در ایران را ایجاد میکنند (شکل ۱۰). در الگوی تابستان شکست امواج به بالای ۴۰ تا ۸۰ درجه عرض شمالی جابهجا میشود. فراوانیهای شکست AWB، هسته ثانویهای در نیمه شمالی دریای خزر شکل داده و نوار شمالی کوههای البرز و نواحی از شمال غرب ایران را فرامیگیرد. فراوانی شکست CWB، روی کشور اوکراین و شمال دریای سیاه است و فراوانی بر بالای ایران دیده نمیشود (شکل ۱۲). با این وجود میتوانند نقش مهمی در شکلگیری رخدادهای بارشهای شدید منطقه شمال غرب ایران داشته باشند.
ناهمواریهای شمال غرب ایران در رخداد بارشهای شدید و ناهنجاریهای PV نقش مهمی دارند، بخصوص در فصل بهار با ایجاد همرفت شدید، حداکثر رخدادهای بارش و شکست را در این فصل ایجاد میکنند که همسو با مطالعات پژوهشگران میباشد (کیانی و همکاران، 1398؛ گرامی و همکاران، ۱۴۰۱؛ سلیقه و همکاران، ۱۳۹۷؛ رفعتی و همکاران، ۱۳۹۳؛ مارتیوس و همکاران، ۲۰۱۰). همچنین با گرمایش جهانی و تغییرات اقلیمی در دهههای اخیر، رخدادهای بارشی شدید شمال غرب ایران همراه با رخدادهای شکست امواج راسبی افزایشیافته است که میتوان در نمودار فراوانی سری زمانی رخدادها طی دوره آماری ۲۰۲۴-۱۹۹۰ مشاهده کرد (شکل ۱۳). رخدادهای حدی دما و بارشها در دهههای اخیر بر شکست امواج راسبی تأثیر گذاشته و موجب ناهنجاریهای آن شده است که با بررسی پژوهشگران همسو است، (IPCC, 2021).
بیشترین فراوانی رخدادهای شکست امواج راسبی، در عرض جغرافیایی ۲۵ تا ۴۵ درجه عرض شمالی اتفاق میافتد (شکل ۷، محدودة آبی کمرنگ). باتوجهبه اینکه منطقه شمال غرب ایران در این عرض جغرافیایی قرار دارد، بنابراین رخدادهای شکست امواج راسبی نقش مهمی را در ایجاد و تقویت رخدادهای بارشی شدید این منطقه ایفا میکند. همچنین منطقه مورد مطالعه در شرق سوی هسته و کانون اصلی رخدادهایی که موجب بیشترین شکست در نیمکره شمالی است (غرب اقیانوس اطلس شمالی و روی دریای مدیترانه) شکل میگیرد، و بیشترین فراوانی شکست CWB را بعد از روند کاهشی شدید AWB ایجاد میکند (شکل ۸).
کلیدواژهها
موضوعات
عنوان مقاله [English]
نویسندگان [English]
ABSTRACT
The relationship between Rossby wave breaking and heavy rainfall events in northwest Iran was examined on a synoptic scale. This study analyzes the potential vorticity (PV) at the 330 Kelvin potential temperature level. Severe rainfall systems in northwest Iran were identified for a 33-year statistical period (1990-2024), leading to the identification of Rossby wave breaking events. A long-term climatological analysis of both anticyclonic and cyclonic Rossby wave breaking was conducted. Four patterns of Rossby wave breaking were identified for two types of breaking, in connection with severe rainfall occurrences in northwest Iran. The results indicate that the identified patterns exhibit the highest frequency of Rossby wave breaking events in spring and autumn, while winter and summer rainfall patterns show the lowest frequencies. The highest frequency of cyclonic wave breaking events (CWB) occurs in the months of Farvardin (March-April) and Ordibehesht (April-May), while the highest frequency of anticyclonic wave breaking events (AWB) occurs in the months of Mehr (September-October) and Aban (October-November). The analysis of potential vorticity streamers (2PVU) and their relationship with heavy rainfall events in the studied region shows a strong seasonal dependency between Rossby wave breaking that penetrates both latitude and longitude, contributing to or enhancing heavy rainfall in northwest Iran. Consequently, this research can provide a better understanding of synoptic and dynamical rainfall patterns and improve medium- to long-term weather forecasting in the country.
کلیدواژهها [English]
در این تحقیق، ارتباط بین شکست امواج راسبی و رخدادهای بارشی شدید شمال غرب ایران در مقیاس همدیدی مورد بررسی قرار گرفت. این مطالعه به تجزیه و تحلیل سینوپتیکی تاوایی پتانسیلی، در سطح همدمای پتانسیلی ۳۳۰ کلوین پرداخته است. در دوره آماری ۳۴ ساله (از ۱۹۹۰ تا ۲۰۲۴)، ۲۷۰ سامانه بارشی شناسایی شد و براساس آن شکست امواج راسبی مورد بررسی قرار گرفت. با تحلیل و بررسی بلندمدت شکست آنتیسیکلونی و سیکلونی امواج راسبی، چهار الگوی شکست امواج راسبی در ارتباط با رخدادهای شدید بارشی شمال غرب ایران شناسایی شدند. نتایج نشان میدهد که الگوهای فصل بهار و پاییز بیشترین فراوانی، و الگوهای زمستان و تابستان، به ترتیب حداقل رخدادهای شکست امواج راسبی را دارند. بیشترین فراوانی رخدادهای شکست سیکلونی، ماههای فروردین و اردیبهشت، و بیشترین فراوانی شکست آنتیسیکلونی، ماههای مهر و آبان را شامل میشود. تحلیل استریمرهای تاوایی پتانسیلی، و ارتباط آن با رخدادهای بارشی شدید نشان میدهد که یک وابستگی فصلی بین شکست امواج راسبی وجود دارد که هم در عرض و هم در طول جغرافیایی نفوذ میکنند و بارشهای شدید شمال غرب ایران را ایجاد یا تقویت میکنند؛ بنابراین تحقیق صورتگرفته میتواند به درک بهتر الگوهای بارشی شدید و همچنین بهبود پیشبینیهای میانمدت و بلندمدت آبوهوایی کشور کمک کند.