تحلیل همدیدی رخداد فرین‌های بارشی زمستان (DJF) در غرب ایران

نوع مقاله : علمی -پژوهشی

نویسندگان

1 گروه جغرافیای طبیعی، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

2 پژوهشگاه هواشناسی و علوم جوی، تهران، ایران

چکیده

وقوع بارش­های روزانه فرین نقش مهمی در سامانه اقلیم و هیدرولوژی غرب ایران دارد. در زمستان با نفوذ سامانه­های بارشی به غرب ایران شرایط برای رخداد بارش­های شدید فراهم می­شود. در این مطالعه شدیدترین رخداد فرین­­های بارشی زمستان غرب ایران در دوره آماری 1996 تا 2017 مورد بررسی قرار­ گرفت. هدف از این پژوهش تحلیل همدیدی سامانه­های عامل رخداد­ شدیدترین فرین­های بارشی زمستان بوده ­است. ابتدا با پردازش­های آماری بیشینه بارش­های روزانه مشخص شد و با تعیین آستانه بارش روزانه 41 میلی­متر، شدیدترین رخداد فرین بارشی هر ماه مورد تحلیل قرار گرفت. نتایج تحلیل نشان داد که در شرایط رخداد فرین­ها، پرفشار روی ایران تضعیف شده و سامانه­های کم فشار در تراز دریا جایگزین آن شده­اند. در تراز میانی جو جریانات جنوبی و غربی در قسمت جنوب شرقی ناوه مدیترانه همگرا شده و به بخش غربی ایران نفوذ کرده­اند. بیشینه محتوای رطوبتی سامانه­ها از طریق دریای سرخ و با کمک سامانه واچرخندی مستقر­روی عربستان تأمین شده ­است. در ماه دسامبر عمیق شدن ناوه مدیترانه­ای و جذب رطوبت از دریای سرخ عامل وقوع فرین بارشی بوده ­است. در ماه­های ژانویه و فوریه استقرارسامانه بلوکینگ کم ارتفاع بریده در تراز میانی جو شرایط مناسب برای وقوع بارش سنگین در سطح زمین را فراهم نموده ­است. بهره­گیری همزمان از رطوبت دریاهای سرخ و مدیترانه، موجب رخداد فرین ماه ژانویه و رخداد بارش سنگین در بیشتر ایستگاه­ها شده ­است. اما در جریان رخداد فرین ماه فوریه فقط ایستگاه­های دامنه غربی به­ دلیل نزدیکی به مسیر رطوبت دریای سرخ شاهد بارش سنگین بوده­اند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Synoptic analysis of winter (DJF) extreme rainfall in western Iran

نویسندگان [English]

  • mehrdad kiani 1
  • Hasn Lashkari 1
  • Houshang Ghaemi 2
1 Department of Physical Geography, Faculty of Earth Sciences, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran
2 Atmospheric Science & Meteorological Research Center, Tehran, Iran
چکیده [English]

IntroductionRain and snow occurrences on Zagros topography in the winter, provide groundwater resources, soil moisture, and surface water current on slopes, valleys and plains. Western Iran is covered by Zagros topography. The Zagros Mountains are one of the highest mountains in Iran and Western Asia. The maximum height of Zagros Mountains in western Iran reaches 4000 meters. These mountains are located in the form of a barrier in the direction of the entrance of the dominant western winds to the region. The width of these mountains in western Iran is relatively wide and about 300 km. The Zagros topography is a series of high mountain ranges, folds, valleys and plains. In this study, the effects of severe winter rainfall in the Zagros topography in western Iran have been investigated.Materials and methodsIn the present study, the extreme rainfalls for the three months of December, January and February as winter months (DJF) for 1996-2017 were reviewed from synoptic and statistical points of view. Three extreme rainfall patterns were determined for the three winter months (DJF). In this way, the rainfall days of each month were divided into 10 categories based on maximum rainfall of each day. But the frequency of winter precipitation systems in western Iran have led to the occurrence of extreme daily rainfalls over the course of a specified statistical period. Due to the role of these systems in the occurrence of daily winter precipitation, the arrangement of synoptic patterns, moisture content, temperature fluctuations and airflow paths were analyzed simultaneously, with the occurrence of the most severe extremes in the current study. The tenth category included the highest averages and first category included the lowest. Daily rainfall maximums in the tenth category were selected as extreme rainfall patterns of that month. These three patterns included December 21, 2002, January 9, 1999 and February 3, 2006.Results and discussionExtreme is an intense and unusual event in observations that may exceed a certain threshold. The most severe of extreme rainfalls occurred in the region at the end of the winter season. In other words, the intensity of the extreme rainfalls were respectively at February, December and January. This trend has been observed for stations located in Kurdistan and Ilam provinces. While in Hamadan province stations, the reverse mode has formed, and the maximum rainfall occurred in December, January and February, respectively. This trend for the stations of Kermanshah province has changed to January, February and December, respectively. But in Lorestan province it was observed as December February and January.ConclusionThe results of the synoptic analysis showed that during extreme daily precipitations, high pressure systems were weakened in Iran and Mediterranean and Sudanese pressures were deployed in western Iran. The synoptic arrangement of the December precipitation occurred in the form of a deepening of the Mediterranean Trough over the Red Sea at a level of 500 hPa and directing lower levels moisture flow as a convergence flow from the south and west winds to Iran. Whereas the deployment of a cut-off low blocking system in January and February played an important role in the event of low rainfall. During these months, the merger of two Mediterranean and Sudanese sea-level systems over western Iran has brought heavy rainfall to most stations. At 850 and 700 hPa, the warm and cold air flow resulting from the establishment of the Saudi anticyclonic system beyond the northeastern boundaries of Iran caused a deep cold northward wind flow, to the west of Iran. This resulted the cold precipitation of January. In February, the deployment of a blocking system on Turkey and Syria affected the northwestern parts of Iran, and the Red Sea moisture stream to north. Because of this, heavy precipitations formed due to proximity to the path of moisture in the western slopes of Zagros, such as Ilam, and the rest of the stations had little precipitation due to the long distance from the moisture path.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Extreme rainfall
  • System
  • synoptic
  • Specific humidity
  • Pressure
-احمدی، م.، لشکری، ح.، آزادی، م. و کیخسروی، ق.، 1394. آشکارسازی تغییر اقلیم با استفاده از شاخص‌های حدی بارش در خراسان بزرگ، پژوهش‌های دانش زمین، سال 6، شماره 23، ص 34-52.
-اکبری، ز.، نصیری، ف. و سیاه منصور، م.، 1393. تحلیل الگوهای سینوپتیکی و شاخص‌های ناپایداری منجر به وقوع بارش‌های نیمه سنگین و سنگین در استان لرستان، مجموعه مقالات ارائه شده توسط کارکنان هواشناسی استان لرستان، ص 1-12.
-امینی، م.، لشکری، ح.، کرمپور، م. و حجتی، ز.، 1392. تحلیل سینوپتیک سامانه‌های همراه با بارش سنگین و سیل‌زا در حوضه رودخانه کشکان برای دوره آماری (1384-1350). نشریه علمی- پژوهشی جغرافیا و برنامه‌ریزی محیطی، سال 17، شماره 43، ص 1-20.
-براتی، غ.، بداق جمالی، ج. و ملکی، ن.، 1391. نقش واچرخندها در رخداد بارش‌های سنگین دهه اخیر غرب ایران، پژوهش‌های جغرافیای طبیعی، سال 44، شماره 80، ص 88-98.
-عساکره، ح.، 1391. تحلیل تغییرات مؤلفه‌های مبنای نمایه‌های فرین بارش شهر زنجان، فصلنامه تحقیات جغرافیایی، سال 27، شماره 105، ص 1-18.
-عساکره، ح.، ترکارانی، ف. و سلطانی، ص.، ۱۳۹۱. مشخصات زمانی- مکانی بارش‌های روزانه فرین بالا در شمال غرب ایران، تحقیقات منابع آب ایران، سال 8، شماره 3.
-عساکره، ح. و سیفی پور، ز.، 1391. مدل‌سازی مکانی بارش سالانه ایران، مجله جغرافیا و توسعه، شماره 29، ص 15-30.
-رمضانی پور، م.، 1393. بررسی نقش ناهمواری‌ها در شکل‌گیری نواحی بارش؛ مطالعه موردی استان کهگیلویه و بویر احمد، همایش ملی آب انسان و زمین، اصفهان.
-عسکری زاده، س.، مظفری، غ. و مزیدی، ا.، 1395. پیش‌بینی نوسانات نمایه‌های حدی بارش در شهر سبزوار با استفاده از ریز مقیاس نمایی مدل Lars-WG برای دو دوره آتی 2011-2030 و 2046- 2065، فصل‌نامه جغرافیای طبیعی، سال 9، شماره 34، ص 63 - 82.
-عزیزی، ق.، نیری، م. و رستمی جلیلیان، ش.، 1388. تحلیل سینوپتیک بارش‌های سنگین در غرب کشور؛ مطالعه موردی بارش دوره 7 تا 14 مارس 2005، فصل‌نامه جغرافیای طبیعی، سال 1، شماره 4 ، ص 1-13.
-لشکری، ح.، قائمی، ه. و پرک، ف.، 1392. تحلیل رژیم بارندگی منطقه جنوب و جنوب غرب کشور، مجله سپهر، دوره 22، شماره 85، ص 57-63.
-محمدی، ح.، فتاحی، ا.، شمسی پور، ع. و اکبری، م.، 1391. نشریه تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی، سال 12، شماره 24، ص 7-24.
-مسعودیان، ا. و دارند، م.، 1392. شناسایی و بررسی تغییرات نمایه‌های بارش فرین ایران طی دهه‌های اخیر، جغرافیا و توسعه ناحیه‌ای، شماره 20، ص 239-257.
-منتظری، م.، 1388. تحلیل زمانی - مکانی بارش-های فرین روزانه در ایران، مجله جغرافیا و برنامه-ریزی محیطی، سال 20، شماره 34، ص 125-140.
-Barcikowska, M.J., Weaver, S.J., Feser, F., Russo, S., Schenk, F. and Stone, D.A., 2018. Euro-Atlanitic winter storminess and precipitation extremes under 1.5ºC vs. 2ºC warming scenarios: earth system dynamics, v. 9, p. 679-699.
-Benestad, R., 2006. can we expect more extreme precipitation on the monthly time scale, Journal of Climate,v. 19, p. 630- 637.
-Feng, P., Wang, B., Liu, D.L., Xing, H., Ji, F., Macdam, I., Ruan, H. and Yu, Q., 2018. Impact of rainfall extremes on wheat yield in semi - arid cropping systems in eastern Australia: climatic change, v. 147, p. 555-569.
-Das, S., Zhu, D. and Chi-Han, C., 2018. An assessment temporal effect on extreme rainfall estimates: PIHAS journal, v. 379, p. 145-150.
-Hellstrom, C., 2005. Atmospheric conditions during extreme and non-extreme precipitation events in Sweden: International J. Climatology, v. 25, p. 631-648.
-Libertino, A., Ganora, B. and Claps, P., 2018. Technical note: space-time analysis of rainfall extremes in Italy: clues from reconciled dataset: hydrology and earth system sciences, v. 22, p. 2705-2715.
-Li, Y., Cai, W. and Campbell, E.P., 2005. statistical modeling of extreme rainfall in southwest western Australia: J. Climate, v. 18, p. 852-863.
-Mekis, E. and Hogg, W.D., 1999. rehabilitation and analysis of Canadian daily precipitation time series, Atmos.–Ocean, v. 37, p. 53-85.
-Mizrahi, F., 2000. heavy daily Precipitation distribution in east–central France and west European meteorological patterns, theoretical application climatology, v. 66, p. 199-210.
-Cortes, M., Turco, M., Botija, M.L. and Llast, M.C., 2018. The relationship between precipitation and insurance data for floods in a Mediterranean region (northeast Spain), Natural hazards and earth system sciences, v. 18, p. 857-868.
-Krishnamurthy, C.K.B., Lall, U. and Kwon, H.H., 2009. changing frequency and intensity of rainfall extremes over India from 1951 to 2003:journal of climate, v. 22, p. 4737-4746.
-Papalexiou, S.M. and Montanari, A., 2017. Global and regional increase of precipitation extremes under global warming, water resources research, p. 1-35.
-Sim, I., Lee, O. and Kim, S., 2019. Sensitivity analysis of extreme daily rainfall depth in summer season on surface air temperature and dew-point temperature: water, v. 771, p. 1-21.
-Wang, B., Ding-Qing, H. and Jhun, T., 2006. Trends in Seoul 1778-2004 summer precipitation:geophysical research letters, v. 33, p. 1-5.