فرارفت سرد

سرمای شدید و یخبندان ها از مخاطرات مهم جوی به شمار می آیند که معمولاً در ایران سالانه خسارات فراوانی را به محصولات کشاورزی و تاسیسات وارد می کنند. تحلیل سینوپتیکی آماری این یخبندان ها به پیش بینی وقوع آنها و اتخاذ تصمیمات صحیح پیش از وقوع و البته مقابله با آنها کمک می کند. در پژوهش حاضر به بررسی و تحلیل موج سرمای شدید و فراگیر در ژانویه 2008 پرداخته شده است. در این تحقیق به منظور بررسی و تحلیل رویداد سرمای غیرمعمول دی ماه 1386 (ژانویه 2008) اقدام به جمع آوری آمار و اطلاعات دمای حداقل روزانه ماه ژانویه در ایستگاه های سینوپتیک سراسر کشور شد. سپس با مطالعه 21 ایستگاه منتخب، ناهنجاری دمای ژانویه 2008 در مقایسه با میانگین درازمدت دمای حداقل ژانویه کشور مورد بررسی قرار گرفت. با بررسی ناهنجاری ها و شاخص بی بُعد نمره استاندارد، مشاهده شد که دمای حداقل ژانویه 2008 به جز در 6 ایستگاه در نیمه جنوبی کشور (اهواز، بوشهر، بندرعباس، شیراز، کرمان، ایرانشهر)، در سایر ایستگاه ها دارای ناهنجاری بیش از 5- درجه سلسیوس در مقایسه با دوره آماری 30 ساله بوده است. با تحلیل دمای حداقل ژانویه 2008 در قالب 6 دوره 5 روزه، مشخص شد که ایستگاه های مورد بررسی در دوره چهارم (روزهای شانزدهم تا بیستم) سردترین دماها را داشته اند. به منظور تحلیل شرایط همدیدی مؤثر در وقوع یخبندان ژانویه 2008 و تعیین علل آن، داده های مربوط به دما، فشار سطح دریا، ارتفاع ژئوپتانسیل، مؤلفه باد نصف النهاری و مداری (U و V) در ترازهای متفاوت و در چهار ساعت، از سایت NCEP/NCAR برای روزهای ژانویه 2008 استخراج گردید. به وسیله داده های ارتفاع ژئوپتانسیل و فشار سطح دریا، وضعیت شکل گیری سامانه بندالی مورد بررسی قرار گرفت. از داده های دما، مؤلفه باد نصف النهاری و مداری (U و V) نیز برای ترسیم نقشه های ترکیبی فرارفت دما، ضخامت جو، بردارهای شیو دما و باد گرمایی استفاده شد. با مشاهده نقشه های تراز میانی جو مشاهده شد که در سراسر ژانویه 2008 به طور مداوم سامانه بندالی حاکمیت داشته است، به طوری که تشکیل سامانه بندالی زوجی در پنجه چهارم (روزهای شانزدهم تا بیستم) و پنجه دوم (روزهای ششم تا دهم) به خوبی مشاهده می شود. با بررسی باد گرمایی در لایه ضخامت 1000 تا 500 هکتوپاسکال، مشاهده می شود که نیمه شمالی کشور در معرض فرارفت شدید هوای سردی است که از مناطق قطبی و شمال منطقه سرد سیبری می گذرد و با خود هوای سرد و خشک را به داخل کشور منتقل می کند. بنابراین، بروز یخبندان فرارفتی در نواحی شمال شرقی و نیمه شمالی کشور در روزهای پنجه چهارم توجیه می شود. همچنین باد گرمایی در جنوب کشور و بر روی خلیج فارس و دریای عمان و کرانه های آن با سرعتی بیش از 30 متر بر ثانیه از شدت سرمای مناطق جنوبی کشور کاسته است. به نظر می رسد که بالاتر بودن دمای حداقل ایستگاه های اهواز، بوشهر، بندرعباس، شیراز، کرمان و چابهار به همین علت باشد.

در این تحقیق یک روش برای تعیین عدد آستانه و تشخیص دماهای ابر سرد برای ایستگاه مراغه ارایه شده است. مقدار عددی شاخص برای دوره زمانی دسامبر تا مارس برابر 93/14- درجه سانتی گراد مورد محاسبه قرار گرفت که ارقام برابر یا کمتر از آن به عنوان دماهای ابر سرد شناخته می شوند. تعداد روزهای ابر سرد مراغه با توجه به عدد آستانه مذکور 10 روز بود که برای تحلیل سینوپتیک دماهای ابر سرد از 10 روز مذکور تحلیل به عمل آمده است. نتایج تحلیل سینوپتیک نشان از وجود و شناسایی 3 الگوی گردشی فشار سطح زمین به اسامی: الگوی پرفشار غربی با فراوانی 5 روز، الگوی پرفشار ادغامی با فراوانی 3 روز، و الگوی پرفشار سیبری با فراوانی 2 روز، از مجموع 10 روز مورد مطالعه دارد. طبقه بندی نقشه های مربوط به ارتفاع ژئوپتانسیل تراز 500 هکتوپاسکال نیز نشان از وجود 3 الگوی گردشی در تراز مذکور دارد. بررسی نقشه های سینوپتیک و تحلیل کمی داده های آنها نشان داد که استقرار یکی از الگوهای گردشی تراز 500 هکتوپاسکال به همراه تضعیف باد مداری و شمالی شدن جهت باد نصف النهاری، زمینه فرارفت دمایی منفی یا انتقال هوای سرد عرض های بالای جغرافیایی را به ایستگاه مراغه فراهم نموده و دمای هوا را تا حد غیر قابل تحملی کاهش می دهد. استقرار یکی از 3 الگوی گردشی فشار سطح زمین نیز نقش فرارفت دمایی سرد را تکمیل و تشدید نموده و نهایتاً موجب سرمای شدید هوا شده و بدین شکل در ایستگاه مراغه دماهای ابر سرد ایجاد می شوند.

در این پژوهش با استفاده از نمره استاندارد داده های دمای حداقل، مشخصه های آماری سرماهای فراگیر غرب ایران و شرایط همدید رخداد آن ها برای دوره 1992-2015 تحلیل شد. نخست با بررسی رخدادهای سرمایی و طبقه بندی آن ها و انتخاب آستانه معین برای تعیین سرماهای فراگیر، 176 روز سرد فراگیر در چهار ماه دسامبر، ژانویه، فوریه و مارس استخراج و سپس با استفاده از داده های ارتفاع ژئوپتانسیل تراز 850 هکتوپاسکال و با استفاده از روش همبستگی 5 الگوی گردشی در ایجاد این سرماهای فراگیر استخراج شد. در میان این الگوها، الگوی چهارم با 105 روز رخداد به عنوان الگوی اصلی و الگوی سوم فقط با 3 روز به عنوان رخدادهای تصادفی شناسایی شد. از لحاظ فراوانی ماهانه و سالانه، برخی از الگوها مانند الگوی سوم در سال 2006 و الگوی پنجم در سال 1996 و فقط در ماه ژانویه رخ داده اند. برخی دیگر نیز مانند الگوی دوم در سال 2006 و الگوی چهارم در بیشتر سال های دوره مطالعاتی و در هر چهار ماه رخ داده اند. الگوی اول نیز از سال 2001 به بعد و در ماه های ژانویه و فوریه رخ داده است. واکاوی همدیدی روزهای نماینده الگوها نشان داد که عامل اصلی ایجاد سرماهای فراگیر غرب ایران با توجه به مکان گزینی مراکز فشار، نفوذ سرما از سمت شمال شرق، شمال غرب و شمال به منطقه می باشد. بطوریکه در الگوی اول و دوم از سمت شمال شرق، الگوی سوم و چهارم از سمت شمال غرب و الگوی پنجم نیز از سمت شمال فرارفت هوای سرد به داخل ایران و منطقه پژوهش اتفاق افتاده است.