Assessment of Changes in the Climatic Patterns of the Persian Gulf and the Sea of Oman in Response to Madden-Julian Oscillations (MJO)

Document Type : Research Paper

Authors

1 Professor of Climatology, Department of Physical Geography, Faculty of Social Sciences, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran.

2 Ph.D. Student of Climatology, Department of Physical Geography, Faculty of Social Sciences, ‎University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran

10.22034/gp.2025.65185.3343

Abstract

Objective: In the present study, the relationship between the Madden-Julian Oscillation (MJO) index during the dominance of its different phases and the climate patterns prevailing in the Persian Gulf and the Sea of Oman during the period 1994 to 2023 was investigated.

Research Method: MJO index data were obtained from the Australian Bureau of Meteorology website and the eight phases of this index were separated. The days of the MJO were selected with a sequence of more than 15 days and the arrangement of each phase was plotted with the Wheeler and Hendon diagram in MATLAB software. Data related to precipitation, air temperature, Sea Surface Temperature, Sea Level Pressure, geopotential height, cloud density and Outgoing Longwave Radiation (OLR) were obtained from the NOAA website and changes in climate patterns during the dominance of each phase were examined.

Results: Phases 1 and 2 of the Madden-Julian oscillation have the highest number of continuous sequences with a duration of more than 15 days, with 9 events. The study of the OLR showed that within the activity range of each of these phases, the amount of radiant energy at the earth's surface has decreased to a minimum. This situation has led to the strengthening of convective activities and an increase in cloud density in these areas. During all periods of the dominance of the eight phases of the Madden-Julian oscillation, the presence of a thermal low-pressure system has been observed in the study area.

Conclusion: The phased Madden-Julian Oscillation has had a significant impact on the climatic patterns of the Persian Gulf and the Sea of Oman. In phases 1, 2 and 5, the phenomenon of blocking over the studied area has dominated and by blocking warm and dry air, the sea surface temperature has increased and the amount of precipitation has decreased.

Keywords

Main Subjects

Full Text

هدف: در پژوهش حاضر، ارتباط شاخص نوسان مادن-جولیان (MJO) در زمان چیرگی فازهای مختلف آن با الگوهای اقلیمی حاکم بر خلیج فارس و دریای عمان طی دوره 1994 تا 2023 بررسی شده است.

روش پژوهش: داده‌های شاخص MJO از سایت اداره هواشناسی استرالیا دریافت و فازهای هشت‌گانه این شاخص تفکیک شدند. روزهای فرین با شرط توالی بیش از 15 روزه انتخاب و آرایش هر کدام از فازها با نمودار ویلر و هندون در نرم‌افزار متلب ترسیم گردید. داده‌های مربوط به بارش، دمای هوا، دمای سطح دریا، فشار سطح دریا، ارتفاع ژئوپتانسیل، تراکم ابر و تشعشع خروجی موج بلند (OLR) از سایت NOAA اخذ و تغییرات الگوهای اقلیمی در زمان‌های چیرگی هر فاز بررسی شدند.

 نتایج یافته‌ها: فازهای 1 و ‏‏2 نوسان مادن-جولیان بیشترین تعداد توالی‌های پیوسته با مدت بیش از 15 روز را ‏با 9 مورد رخداد به خود ‏اختصاص داده‌اند. بررسی OLR نشان داد که در محدوده ‏فعالیت هر یک از این فازها، میزان انرژی تابشی سطح زمین به حداقل مقدار کاهش یافته است. این وضعیت به تقویت فعالیت‌های همرفتی و افزایش تراکم ابر در این مناطق انجامیده است. در تمام دوره‌های حاکمیت فازهای هشت‌گانه نوسان مادن-جولیان، حضور یک سامانه کم‌فشار حرارتی در منطقه مورد مطالعه مشاهده شده است.

نتیجه‌گیری: نوسان مادن-جولیان به‌صورت فازبندی‌شده تأثیر قابل‌توجهی بر الگوهای اقلیمی خلیج فارس، دریای عمان داشته است. در فازهای 1، 2 و 5، پدیده بلوکینگ بر منطقه مورد مطالعه حاکم بوده و با انسداد هوای گرم و خشک، دمای سطح دریا را افزایش داده و میزان بارش کاهش یافته است. در فازهای 3، 4، 6، 7 و 8، شرایط چرخندگی مثبت در جلوی محور ناوه و ورود مستقیم بادهای مرطوب غربی از دریای مدیترانه، باعث افزایش بارش در مناطق مورد مطالعه شده است.

References

رنجبر سعادت‌آبادی، عباس و سوری، معصومه (1396). مطالعه بی‌هنجاری گردش‌های جوی همراه شده با فعالیت نوسان مادن-جولین و بارش زمستانه ایران. مجله ژئوفیزیک ایران، 11(1)، 49-65.
https://www.ijgeophysics.ir/article_46715.html
رهسپار برومند، محمّد و مرید، سعید (1398). تأثیرپذیری مقادیر بارش از فازهای پدیده دورپیوند مادن-جولیان (MJO) مطالعه موردی حوضه کشکان. هجدهمین همایش ملی برنج کشو. 77-16. http://85.185.105.103/p/Article
سبزی پرور، علی‌اکبر و نادری مقدم، فرزاد (1393). اثر نوسان مادن‌-‌جولیان (MJO) بر تغییرات تبخیر و تعرق مرجع در مناطق جنوبی ایران. هواشناسی کشاورزی، 2(1)، 32-44. https://www.agrimet.ir/article_54935.html
سید‌نژاد گل‌خطمی، نفیسه؛ بذر‌افشان، جواد؛ نازی قمشلو، آرزو و ایران‌نژاد، پروین (1398). تحلیل مکانی احتمال رخداد بارش در ایران در فازهای مختلف سیگنال اقلیمی مادن-جولیان. نشریه هواشناسی و علوم جو، 2(3)، 192-201.
https://www.ims-jmas.net/article_128094.html
عزیز‌زاده ورزقان، محمد‌رضا و جوان، خدیجه (1398). تحلیل روند شاخص‌های حدی بارش در حوضه دریاچه ارومیه و ارتباط آن با الگوهای پیوند از دور. نشریه علمی جغرافیا و برنامه‌ریزی، 23(70)، 228-247.
https://geoplanning.tabrizu.ac.ir/article_10339_1064.html
فلاح‌زاده، مونا؛ رضایی، پرویز؛ اسلامیان، سعید و عباسی، علی‌رضا (1398). ارتباط الگوهای پیوند از دور با خشک‌سالی؛ مطالعه موردی حوضه قره‌قوم. فصل‌نامه تحقیقات جغرافیایی، ۳۴(۲)، ۱۵۳-۱۶۴.
 http://dx.doi.org/10.29252/geores.34.2.153
قویدل رحیمی، یوسف؛ فرج‌زاده اصل، منوچهر و حاتمی زرنه، داریوش (1395). نقش اثرات الگوی پیوند از دور دریای شمال-خزر در نوسان پذیری دماهای بیشینه ایران. جغرافیا و برنامه‌ریزی، 20(56)، 239-255.
https://geoplanning.tabrizu.ac.ir/article_4991.html
قویدل رحیمی، یوسف؛ فرج‌زاده، منوچهر و کاکاپور، سعید (1393). بررسی اثر الگوی پیوند از دور دریای شمال - خزر بر نوسانات بارش‌های پاییزی مناطق غرب و شمال غرب ایران. جغرافیا و برنامه‌ریزی، 18(49), 217-230.
https://geoplanning.tabrizu.ac.ir/article_2205.html?lang=fa
کارمی، هاجر؛ اکبری‌نسب، محمّد و صفرراد، طاهر (1397). آشکارش جبهه‌های دمایی ساحلی خلیج فارس و دریای عمان با استفاده از تصاویر مودیس. علوم و فنون دریایی، 17(3)، 34-44.  http://hdl.handle.net/1834/14763
محمد‌پور، کورش؛ حجازی‌زاده، زهرا؛ سلیقه، محمد و قائمی، هوشنگ (1402). واکاوی بی‌هنجاری بارش‌های ایران تحت تأثیر نوسان مادن جولیان طی دوره (2020-1980). نشریه پژوهش‌های اقلیم‌شناسی، 55(14)، 1-14.
 https://clima.irimo.ir/article_168630.html
مهرآور، صدیقه؛ قائد امینی، حبیب‌اله و ناظم‌السادات، سید‌محمد‌جعفر (1397). بررسی پیوند نوسان‌های مادن‌- جولیان با النینو- نوسان‌های جنوبی و بازخورد آن بر بارش‌های پاییزه استان فارس. مجله ژئوفیزیک ایران، 12(2)، 109-126.
 https://dorl.net/dor/20.1001.1.20080336.1397.12.2.9.0
ناظم‌السادات، سید محمد‌جعفر و قائد امینی اسد‌آبادی، حبیب‌اله (1390). ارزیابی تأثیر پدیده مادن جولیان (MJO) بر رخداد دوره‌های خشک و تر در استان فارس. علوم آب و خاک، ۱۵ (۵۵)، ۱۳-۲۶.
 http://dorl.net/dor/20.1001.1.24763594.1390.15.55.2.0
ناظم‌السادات، سید‌محمد‌جعفر؛ رستم‌پور، آرزو و شاهقلیان، کوکب (1395). الگوهای همدیدی در دوران همراه و بدون بارش هم‌زمان با چیرگی فاز 1 دیده: MJO مطالعه موردی جنوب باختری ایران. مجله ژئوفیزیک ایران، 10(1)، 73-87.
 https://dorl.net/dor/20.1001.1.20080336.1395.10.1.6.1
Anandh, P.C., Krishna Vissa, N. (2020). On the linkage between extreme rainfall and the Madden–Julian Oscillation over the Indian region. Royal Meteorological Society, 27(2), https://doi.org/10.1002/met.1901
Bin Luhaim, Z., Leong Tan, M., Tangang, F., Zulkafli, Z., Pan Chun, K., Yusop, Z., Mundher Yaseen, Z. (2021). Drought Variability and Characteristics in the Muda River Basin of Malaysia from 1985 to 2019. Atmosphere, 12(9), 1210, https://doi.org/10.3390/atmos12091210
Chen, W., Siong Ho, Ch., Yang, S., Wu, Z., Chen, H. (2024). Modulations of Madden–Julian Oscillation and Quasi-Biweekly Oscillation on Early Summer Tropical Cyclone Genesis over the Bay of Bengal and South China Sea. Journal of Climate, 37(6), 1951-1964. https://doi.org/10.1175/JCLI-D-23-0376.1
Chen, X., Zhang, F., Ruppert, J.H. (2019). Modulations of the Diurnal Cycle of Coastal Rainfall over South China Caused by the Boreal Summer Intraseasonal Oscillation. Journal of Climate, 32(7), 2089-2108. https://doi.org/10.1175/JCLI-D-18-0786.1
Dasgupta, P., Metya, A., Naidu, C.V., Singh, M., Roxy, M. K. (2020). Exploring the long-term changes in the Madden Julian Oscillation using machine learning. scientific reports, 10(18567), https://doi.org/10.1038/s41598-020-75508-5
Densmore, C.R., Sanabia, E.R., Barrett, B.s. (2019). QBO Influence on MJO Amplitude over the Maritime Continent: Physical Mechanisms and Seasonality. Monthly Weather Review, 147(1), 389-406. https://doi.org/10.1175/MWR-D-18-0158.1
Huang, H., Patricola, Ch.M., Bercos‐Hickey, E., Yang, Zh., Rhoades, A.M., Risser, M.D., Collins, W.D. (2021). Sources of Subseasonal‐To‐Seasonal Predictability of Atmospheric Rivers and Precipitation in the Western United States. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 126(6), 1-24. https://doi.org/10.1029/2020jd034053
Peng, J., Dadson, S., Leng, G., Duan, Zh., Jagdhuber, T., Guo, W., Ludwig, R. (2019). The impact of the Madden-Julian Oscillation on hydrological extremes. Journal of Hydrology, 571, 142-149. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2019.01.055
Perdigón‐Morales, J., Romero‐Centeno, R., Barrett, B.S., Ordóñez, P. (2019). Intraseasonal Variability of Summer Precipitation in Mexico: MJO Influence on the Midsummer Drought. Journal of Climate, 32(8), 2313–2327. https://doi.org/10.1175/JCLI-D-18-0425.1

Files

Share

How to cite

Statistics