رودخانه های جوی

رودخانه های جوی ساختارهایی طولانی- باریک و متمرکز از شار بخارآب هستند که با بارش های فرین و سیلاب ها ارتباط بسیار نزدیکی دارند و مناطق خشک و نیمه خشک نسبت به این پدیده در آسیب پذیری بیشتری قرار دارند به همین جهت این مطالعه به شناسایی و معرفی بالاترین بارش های رخ داده به هنگام حضور رودخانه های جوی از نوامبر تا آوریل (۲۰۰۷-۲۰۱۸) پرداخت تا ضمن نشان دادن اهمیت این پدیده در ایجاد بارش های ابرسنگین و معرفی مناطق متأثر از آن عوامل همدید مؤثر بر آن ها را تحلیل کند. به منظور شناسایی رودخانه های جوی از داده های انتگرال قائم شار بخارآب استفاده شد و آستانه هایی مستند بر روی آن ها اعمال گردید. تاریخ رخداد هر رودخانه جوی با بارش روزانه آن ها موردبررسی قرار گرفت و ده مورد از بالاترین رخدادهای بارش ایستگاهی (معادل صدک ۹۵ ام از حداکثر بارش ها) مرتبط با رودخانه های جوی معرفی و تحلیل گردید. نتایج نشان داد دریاهای گرم جنوبی به طور مستقیم و غیرمستقیم منشأ عمده رودخانه های جوی مرتبط با بارش های ابرسنگین بوده است. منشأ اکثر این رودخانه های جوی در زمان اوج رخداد دریاهای سرخ، خلیج عدن و منطقه شاخ آفریقا می باشد. ازلحاظ همدیدی منشأ ۷ مورد از رودخانه های جوی از کم فشار سودانی و در سه مورد باقیمانده از سامانه های ادغامی بوده است. دینامیک غالب در وردسپهر بالایی برای تکوین و قوام رودخانه جوی جت جنب حاره ای بوده است. در سامانه های سودانی ساختار غالب جت تمایل نصف النهاری و در سامانه های ادغامی گرایش مداری حاکمیت داشته است. به دلیل حاکمیت یک جریان بالاسوی قوی در هم جواری بالاترین شار رطوبتی جریانات همرفتی شدید سبب بارش های ابرسنگین گردیده است و ایستگاه دارای بالاترین بارش در منطقه شرق و شمال غربی میدان امگای منفی یا جریانات بالاسو قرار داشته است.

رودخانه ی جوی پدیده ای تقریباً نوظهور در ادبیات علمی جهان هست که به سبب ارتباط با فرین های جوی بخصوص بارش های سنگین و سیل آسا مورد بررسی قرارگرفته است. روش کار این مطالعه گردشی به محیطی قلمداد می شود به این گونه که ابتدا برای شناسایی رودخانه های جوی از داده های یکپارچه شده شار قائم بخارآب استفاده گردید و معیارهایی برای تفکیک آن از شارش های روزانه تعیین شد. سپس صدک نودم بارش روزانه برای ایستگاه های همدید سراسر کشور به عنوان معیار بارش سنگین در نظر گرفته شد. تاریخ های مرتبط با بارش های سنگین به هنگام حضور رودخانه های جوی به دست آمد و الگوهای آن پس از تهیه ماتریسی ۱۱۹۰×۱۰۷ از ارتفاع ژئوپتانسیل ۱۰۰۰ هکتوپاسکالی به روش تحلیل عاملی و بررسی ارزش ویژه هر تاریخ استخراج شد. نتایج نشان داد ۳ عامل اول نزدیک به ۷۰ درصد پراش مجموع را تبیین می کنند. در یک جمع بندی کلی در تمام الگوها کم فشار سودان نقش غیرقابل انکاری در شکل گیری رودخانه های جوی و ایجاد بارش های سنگین داشته است. در الگوی ترکیبی کم فشار سودان و مدیترانه مناطق جنوب غرب و غرب کشور بیشترین اثرپذیری را داشته اند. الگوی ترکیبی کم فشار سودان و چرخند شرق اروپا بخش های گسترده تری از کشور را در برگرفته است. نفوذ این گونه سامانه ها بر روی کشور بیشتر از سایر الگوها بود. در الگوی ترکیبی کم فشار سودان و واچرخند مهاجر رودخانه ها و پهنه بارشی گسترش زیادی به عرض های شمالی کشور نداشتند. ازنظر ساختار شکل گیری، در تمام الگوها در ترازهای زیرین وردسپهر کم فشار سودان و پرفشار سیبری نقش اصلی در ایجاد شیو حرارتی و انتقال رطوبت به رودخانه های جوی داشتند و منابع رطوبتی در این لایه ها دریای عمان- عرب بودند.

پژوهش حاضر با هدف شناسایی الگوهای مؤثر گردشی تراز دریا در تشکیل رودخانه های جوی انجام شد که رطوبت پهنه های آبی بزرگ را به مناطق دوردست در خشکی ها می رسانند و باعث بارش های شدید در ایران نیز می شوند. بارش های شدید ایران براساس صدک نودم، از ژوئن 1988 تا می 2018 استخراج شدند و ۹۴۰ روز رخداد رودخانه های جوی توسط شار رطوبت مستخرج از مؤلفه های رطوبت ویژه، باد مداری و نصف النهاری شناسایی شدند. داده های فشار تراز دریا در روزهای مذکور در ماتریسی به ابعاد 940 در 8991 (8991 یاخته در 940 روز) با آرایه S، به روش چرخش واریماکس تحلیل مؤلفه های اصلی شد و 13 مؤلفه اصلی به دست آمد. این ۱۳ مؤلفه، ورودی های تحلیل خوشه ای سلسله مراتبی وارد قرار گرفتند که درنهایت، 10 تیپ گردشی هوا در قالب 5 تیپ اصلی مشخص شد. تیپ ها براساس وضعیت فشار غالبشان به تیپ های کم فشارهای جنوبی و پرفشارهای شمالی (A)، پرفشار قوی آزور و کم فشار اسکاندیناوی (B)، کم فشارهای ایسلند و اسکاندیناوی و پرفشارهای سیبری و غربی (C)، کم فشار قوی شمالی و پرفشارهای قوی شرقی و غربی (D) و تیپ پرفشار قوی سیبری-کم فشار قوی سودانی (E) نام گذاری شدند. نتایج نشان داد، رودخانه های جوی مؤثر بر بارش های شدید ایران عمدتاً در فصل سرد و به ویژه در ماه مارس به بیشینه فراوانی خود می رسند. از نظر توزیع مکانی نیز دامنه های غربی زاگرس به ویژه جنوب غرب کشور تحت تأثیر این پدیده اند. رودخانه های جوی عمدتاً در تیپ های A1، A2، A3، C2، E1 و E2 با 50 درصد رخدادها، تحت تأثیر کم فشار سودانی قوی و نسبتاً قوی و در تیپ های دیگر نیز با قدرت کمتر، رطوبت منابع آبی بزرگ را به ایران می رسانند و باعث بارش های شدید می شوند. از طرف دیگر، حضور پرفشار سیبری و تبت در بیشتر تیپ ها مشاهده می شود که در برخی تیپ ها تا ایران گسترش داشته است. پرفشارهای غربی نیز در تیپ های B1، C1، D1 و D2 تأثیرشان را بر ایران نشان می دهند. همچنین تأثیر کم فشارهای جنوبی ازجمله سودانی و همگرایی دریای سرخ که عمدتاً از روی دریای سرخ و خلیج فارس تقویت می شوند و به سوی ایران می آیند، مشهود است. به طورکلی، وجود پرفشارهای شرقی و غربی و گسترش آ ن ها  در عرض های میانی و کم فشارهای قوی در عرض های بالایی به همراه کم فشارهای ضعیف تا قوی در عرض های پایینی منطقه موردمطالعه، در تمامی تیپ های گردشی، نشانگر نقش برجسته تر دو منشأ رطوبت اطلس شمالی و بخش شمالی اقیانوس هند بود که باعث تأمین و تقویت رطوبت رودخانه های جوی شدند.