گردش جوی

شاخص چرخندگی بیان­کننده میزان اثر سامانه چرخندی یا واچرخندی در یک منطقه است. اهداف این پژوهش، تولید شاخص­های چرخندگی روزانه در استان خراسان متمرکز شده در مشهد با استفاده از نقشه­های میانگین ارتفاع ژئوپتانسیل تراز 500 و 700 هکتوپاسکال، به تعداد 23011 در دوره 2010-1948، برآورد فراوانی سامانه­های فشاری حسب تعداد روز حاکمیت در سال بر منطقه و پاسخ اقلیمی دما و بارش مشهد به شاخص چرخندگی می باشد. پنج نوع مختلف گردش جوی شامل منطقه واقع در حاشیه ناوه، خط ناوه، زین ارتفاعی یا الگوی ناشناخته، حاشیه پشته و خط پشته بر مبنای انحنای تراز ارتفاعی ژئوپتانسیل طبقه­بندی گردید و درنتیجه سری زمانی شاخص چرخندگی روزانه ساخته شد؛ میانگین­های فراوانی انواع گردش جوی در تراز 500 هکتوپاسکال به ترتیب برابر 67، 15، 111، 105 و 66 روز در سال بودند. سامانه­های کم­فشار (حاشیه و خط ناوه) در 23% و سامانه­های پرفشار (حاشیه و خط پشته) در 47% روزهای سال حاکم بر منطقه بودند. تخمین پوشش مکانی شاخص چرخندگی تا شعاع حدود 300 کیلومتر از نقطه­ی مرکزی و سطحی بالغ بر 280 هزار کیلومتر مربع می­باشد. در نیمه گرم سال به طور مطلق سامانه پرفشار (الگوی پشته) حاکم است که نشان­دهنده حاکمیت کمربند پرفشار جنب­گرمسیری بر منطقه است. در نیمه سرد سال فراوانی الگوهای پشته، زین ارتفاعی و ناوه به ترتیب برابر 47%، 23% و 20% بودند. میزان همبستگی شاخص چرخندگی و تغییرات دما و بارش در مشهد در مقیاس ماهانه (تراز 500 هکتوپاسکال) به ترتیب برابر 81/0- و 50/0 می­باشد.

این تحقیق رژیم بارش سالانه نیمه جنوبی ایران را طی دوره 2005- 1974 ارائه می­دهد. نـیمه­جنوبی ایران با استفاده از شـش پارامتر اقلیمی در 183 ایستگاه، به کمک روش تـحلیل مولفه­های اصلی و خوشه­بندی منطقه­بندی شده و به چهار زیر منطقه همگن تقسیم گردید. نتیجه نشان داد که روند ناهمواری­ها و عرض جغرافیایی در مرزبندی و تفاوت­های مکانی بین مناطق نقش بسیار مهمی دارند. تغییرات مکانی بارش و رابطه بین ایستگاه­ها با استفاده از تحلیل مولفه­های اصلی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج تحلیل مولفه اصلی بارش سالانه، پنج مولفه را نشان داد که مجموعاً 68% کل واریانس بارش را توصیف می­کند. مولفه­های اصلی بارش سالانه در نیمه جنوبی ایران توسط گردش جوی کنترل می­شوند. تحلیل­ها نشان داد که بارش سالانه در نیمه جنوبی ایران اساساً به کم فشار سودانی و مدیترانه ارتباط داده می­شود.

هدف از این پژوهش تحلیل شرایط همدید توفانهای شدید حوضه ی آبریز زاب است. داده های روزانه ی سرعت باد سه پیمونگاه همدیدی در بازه ی زمانی ۰۱/۰۱/۱۳۶۴ تا ۲۹/۱۲/۱۳۹۰ (۹۸۶۱ روز) اداره کل هواشناسی اخذ شد. با توجه به مقیاس توزیع زمانی و مکانی، به کمک سه آستانه ی اندازه سرعت باد و فراگیر بودن و محاسبه صدک ۹۰ ام سرعت باد، تعداد ۴۰ روز از فراگیرترین و شدیدترین توفانها انتخاب شدند. داده های فشار تراز دریا بر روی شبکه ای با اندازه ی ۵/۲×۵/۲ درجه قوسی بر روی محدوده ۰ تا ۸۰ درجه ی طول جغرافیایی شرقی و ۰ تا ۸۰ درجه ی عرض جغرافیایی شمالی از پایگاه داده های NCEP/NCAR استخراج شدند. ماتریسی در ابعاد ۸۶۴ ستون در ۴۰ ردیف تشکیل شد که بر روی ردیف ها روزهای همراه با توفان و بر روی ستونها داده های ارتفاعی تراز میانی جو قرار داشت. تحلیل مولفه های مبنا بر روی ماتریس همپراش داده های ارتفاعی انجام شد و ۶ مولفه که حدود ۴/۹۷% از تغییرات ارتفاع فشار تراز hp۵۰۰ را تبیین می کردند، شناسایی شدند. برای شناسایی الگوهای همدیدی بر روی نمرات مولفه ها تحلیل خوشه ای به روش ادغام «وارد» انجام شد. نتایج تحقیق نشان داد که، بیشترین فراوانی وقوع توفانها در فصول بهار و پاییز است. فروردین با ۳۳% بالاترین فراوانی و تیر و شهریور ماه کمترین تعداد رخداد توفانها را داشتند. پنج الگوی تراز میانی جو در قالب سه گروه عمده باعث وقوع توفانهای شدید سطح حوضه ی آبریز زاب شده اند: الگوی سردچال جوی، الگوی تراف کم عمق موج بلند و الگوی تراف عمیق موج کوتاه. در این بین، الگوی همدید سردچال جو بالایی با فراوانی وقوع ۵/۴۷ درصد در اردیبهشت و آذرماه بیشترین فراوانی ماهانه را داشت. ناهنجاریهای جابجایی ورتکس قطبی و موقعیت جت استریم ها و باندهای توفانی مربوط به آنها باعث سیطره ی نصف النهاری بیشتر بادهای غربی و عمیق تر شدن محور ترافها به سمت عرضهای جغرافیایی پایین شده است و به دلیل نحوه آرایش خاص قرارگیری سیستم های همدید نسبتا قوی و متضاد سطح زمین میزان گرادیان فشار و تبادل انرژی در محل فشردگی خطوط همفشار به حداکثر میزان خود رسیده و در نتیجه، بادهای شدید سطح حوضه آبریز بوجود آمده است. جهت بادها در همه الگوهای شناسایی شده عمدتا از سمت غرب و جنوب غربی است.