کم فشار سودان

با وجود اینکه وقوع بارش در زمستان (در جنوب شرق ایران) یک پدیده اتفاقی است ولی در شرایط سینوپتیکی خاصی، در این منطقه بارشهای نسبتاً خوبی ریزش می‌کند. این بارشها هر چند اندک ولی از نظر اهالی منطقه بسیار ارزشمند است. مطالعه انجام شده روی هشت سامانه باران‌زا در طول سالهای 1380 تا 1382 هـ . ش. نشان می‌دهد که در دو الگوی کلی، سامانه‌های باران‌زا روی جنوب شرق ایران بارش می‌کنند. در الگوی نوع A، دو مرکز واچرخندی، یعنی یکی روی شمال دریای سیاه و شرق اروپا و دیگری در شرق دریاچه آرال بسته شده است که زبانه‌های این دو مرکز با هم ادغام می‌شوند و زبانه جنوبی آن شرق مدیترانه تا شمال آفریقا را فرا می‌گیرد. در الگوی نوع B، واچرخندی روی دریاچه آرال و واچرخند دیگری روی اقیانوس اطلس و غرب مدیترانه بسته شده است که زبانه آن تمام مدیترانه و شمال آفریقا را تا مصر در بر می‌گیرد. لازم به ذکر است که در هر دو حالت و با توجه به وضعیت جوی ترازهای بالاتر، شرایطی فراهم می‌شود تا کم فشار سودان کاملاً به سمت شرق رانده شده و از جنوب شرق وارد ایران ‌شود.

در این پژوهش از سه پایگاه داده به ترتیب سازمان هواشناسی ایران (در دورة 2010 -1961)، داده های بازکاوی شدة سازمان مطالعات محیطی ایالات متحده (در دورة 2010 -1948) و مرکز داده های مدل های GCM و RCM کشور کانادا با دورة آماری (2040-1960) استفاده شد. همچنین روش های همبستگی اسپیرمن، آزمون روندیابی R همبستگی و من کندال و 13 مدل - سناریوی جفت شدة توصیه شدة IPCC به منظور مطالعة اثر تغییرات فشار منطقة سودان و دریای سرخ بر ناهنجاری های بارشی منطقة جنوب غرب ایران و در ارتباط با گرمایش جهانی به کار رفت. نتایج این پژوهش نشان می دهد رابطة وارون و معناداری بین فشار منطقة دریای سرخ و سودان با بارش ایستگاه های جنوب غرب ایران به ترتیب در سطح آماری 99 و 95درصد اطمینان وجود دارد؛ بدین ترتیب ناهنجاری بارش ماهیانه در ایستگاه های منتخب در جنوب غرب ایران، رابطة معنا داری با تغییرات فشار هوا در منطقة سودان و دریای سرخ دارد. مطالعة سه تراز فشار دریا، 925 و 850 هکتوپاسکال نشان می دهد ترازهای بالاتر همبستگی بیشتری با ماه های دارای ناهنجاری بارش دارند؛ همچنین روندیابی دورة 65ساله (مشاهداتی) و 30سالة (پیش بینی) فشار در منطقة سودان و دریای سرخ (زبانة سودان) حاکی است فشار در تراز دریا و ارتفاع ژئوپتانسیلی ترازهای 925 و 850 هکتوپاسکال، روند افزایشی معنا داری دارد و در دهه های آتی براساس خروجی بیشتر مدل ها بالاتر از نرمال اقلیمی (1990-1960) قرار خواهد داشت که نتایج رگرسیون خطی و آزمون من کندال نیز آن را تأیید می کند. براساس یافته های پژوهش ترازهای بالاتر و به ویژه در منطقة مرکزی سلول سودانی، تغییرات شدیدتری را نسبت به زبانة کم فشار بر روی دریای سرخ در ماه های نوامبر تا دسامبر دارد. تغییرات فشار در ترازهای بالاتر نسبت به ترازهای زیرین بیشتر بوده است؛ از این رو استنباط می شود تغییرات فشار در منطقة سودانی فقط منشأ زمینی و گرمایی ندارد و آثار عوامل دینامیکی فشار در این رابطه مؤثرتر بوده است. براساس نتایج به دست آمده تغییرات فشار و ارتفاع جو و تداوم آن درنتیجة پدیدة گرمایش جهانی در منطقة سودان و دریای سرخ موجب افزایش خشکسالی و کاهش بارش در جنوب غرب ایران می شود.

فراوانی تعداد روزهای بارش، شدت، و مدت دوام آن همواره مورد توجه اقلیم شناسان و مهندسان و کارشناسان مسائل آب بوده است. در این راستا، در این پژوهش تغییرات فراوانی و شدت بارش ناشی از سامانه کم فشار سودان در روند تاریخی طی دوره آماری 1957-2017 در محدوده جنوب غربی ایران بررسی شده است. به همین منظور، 22 ایستگاه اقلیم شناسی سینوپتیک با بالاترین بازه آماری انتخاب شد. پایگاه داده بارش روزانه برای هشت ماه دوره سرد (اکتبر تا می) ایجاد شد. سپس، براساس معیار وقوع یک بارش 5 میلی متر در یکی از ایستگاه ها در هر سامانه بارشی، نمونه های بارشی استخراج شد. سرانجام، با منشأیابی سامانه ها بر روی نقشه های همدیدی، 635 نمونه بارشی سودانی شناسایی شد. بررسی ماهانه تغییرات بارش سامانه سودانی طی دوره تاریخی نشان داد که فعالیت این سامانه در ماه می کمتر و در ماه ژانویه بیشتر از سایر ماه ها است. بررسی سیر تاریخی سامانه ها نشان داد که فراوانی و شدت سامانه های دوروزه نسبت به سایر دوره ها در حال افزایش است. درعین حال، فراوانی ورود سامانه هایی با منشأ سودانی به کشور ایران سیر صعودی دارد؛ به طوری که که حدود 57درصد کل بارش های نازل شده در این محدوده مربوط به سامانه هایی با منشأ سودانی مستقل است.

بررسی وضعیت آماری و سینوپتیکی اقلیم یک ناحیه نیازمند بکارگیری آمار و داده هایی است که بصورت روزانه و واقعی رخ داده است بعضی فراوانیهای وقوع آن پدیده می بایست مدنظر قرار گیرد. در گذشته نه چندان دور شاید توجهی به شرایط سطوح بالای جو نمی شد و تنها شرایط سطحی از نظر آماری تجزیه و تحلیل می گردید، اما امروزه با بکارگیری تکنیکهای متعدد و نرم افزارهای تخصصی و سنجش از دور محققین قادر گردیده اند تا پدیده های جوی را در سطح سیاره ای و بصورت سیستمی مورد مطالعه قرار داده و الگوهای اقلیمی را شناسایی نمایند. بارش یکی از نامنظم ترین عناصر اقلیمی مناطق نیمه خشک محسوب می گردد بخصوص اینکه شرایط خاص وقوع آن و بالاخص بارشهای سنگین که اغلب منجر به سیل می گردد می بایست مطالعه و در برنامه ریزی محیطی مورد توجه قرار گیرد. بررسی شرایط وقوع بارش بخصوص بارشهای شدید در سطح منطقه خراسان جنوبی با استفاده از روش آماری و سینوپتیکی همراه با بکارگیری نقشه سطح تراز دریا و سطح 500 هکتوپاسکال بصورت هماهنگ از ویژگیهای این تحقیق می باشد امید که در آینده اینگونه پژوهشهای کاربردی بیشتر مورد توجه محققین این رشته قرار گیرد

برای بررسی بارش های ابرسنگین حوضه کرخه، از آمار بارش های روزانه حوضه آبخیز(2018-2005)،تصاویر ماهواره ای راداری سنتینل 1، لندست و از داده های جوی نم وی ژ ه، فشار، ارتفاع ژئوپتانسیل،امگا و جریان باد، استفاده گردید. نتایج بیانگر آن است، در مجموع بارش های سنگین به تفکیک سال روند افزایشی را نشان می دهد.بارش های سنگین از مقدار حداقلی15 تا 49 روز (مقدار تجمعی بلند مدت) در سطح حوضه تغییر دارند. بیشترین بارش های سنگین در سطح حوضه به ترتیب متعلق به ماه های دسامبر، آوریل، نوامبر و مارس می باشد. موقعیت استقرار سامانه های حرارتی پرفشار سیبری، کم فشار سودان،کم فشار پاکستان در سطح زمین و سامانه های دینامیکی پرفشار عربستان و ناوه مدیترانه الگوی غالب و تعیین کننده بارش های ابر سنگین در حوضه ابریز کرخه می باشد. عامل اصلی افزایش پهنه آبی دریاچه در بارش های ابر سنگین،افزایش تعداد روزهای دوره بارشی نیست، بلکه گسترش زیاد جنوب سوی ناوه مدیترانه، جابجایی شرق سوی واچرخند عربستان بر روی دریاهای گرم و شار قائم بخار آب شمال سو دریاهای گرم جنوبی به جلو ناوه می باشد. همچنین در بررسی موقعیت قرارگیری هسته جت برای ایجاد بارش های ابرسنگین، مناسب ترین حالت قرارگیری هسته درموقعیت عرضی 24 درجه شمالی و طول 42 شرقی(مرکز کشور عربستان) مشاهده شد، بگونه ای که در این حالت ناپایدارترین بخش جت(منطقه خروجی جت) منطبق بر بخش جلویی ناوه بر روی حوضه کرخه می باشد .

تحقیق حاضر با هدف تحلیل تغییرات طولانی مدت بارش هایی با منشاء کم فشار سودان در دوره سرد سواحل شمالی خلیج فارس می باشد. به همین منظور آمار روزانه بارش در 13 ایستگاه سینوپتیک برای چهار سیکل خورشیدی طی سال های 1976-2017 و برای سه ماه پر بارش دسامبر، ژانویه و فوریه از سازمان هواشناسی کشور دریافت شد. براساس معیار بارش بالای 5 میلی متر در هر ایستگاه، کلیه سامانه های بارشی بدست آمد. برای روزهای دارای بارش و روز قبل تر از آن، از مرکز پیش بینی جوی- اقیانوسی ایالات متحده آمریکا داده های فشار تراز دریا و ارتفاع 1000 هکتوپاسکال دریافت شد. با روش تحلیل چشمی موقعیت جغرافیایی، شکل گیری و جابجابی سامانه های فشاری شناسایی و سامانه های سودانی از سایر سامانه های جوی جداسازی شدند. در نهایت بارش ها با منشاء سودانی به الگوهای یک الی هفت روز تقسیم بندی شدند. تحلیل های همدید و آماری طی چهار دهه اقلیمی صورت گرفت. نتایج نشان داد که 77 درصد بارش دوره سرد سواحل شمالی خلیج فارس از سامانه سودانی مستقل تامین می شود. فراوانی روزهای دارای بارش سودانی در تمام ایستگاه ها طی دهه اول به دهه دوم افزایش دارد. در گذر از دهه دوم به سوم تعداد روزهای دارای بارش سودانی تغییر چشمگیری ندارد اما در دهه پایانی سهم بارش های ناشی از سامانه کم فشار سودانی به نسبت دهه های گذشته افزایش داشت. افزایش فعالیت باران زایی سامانه سودانی بمعنای تغییر اقلیم مثبت درجهت افزایش سهم سامانه سودانی در بارش های جنوب و جنوب غرب ایران می باشد.

باران های ابر سنگین و سیل آسای غیرطبیعی در مناطق خشک و کم باران و با پوشش گیاهی تنک در اغلب موارد منجر به رخداد سیلاب های سنگین و غیرقابل پیش بینی شده و همه ساله خسارات سنگینی در بخش های تاسیسات زیر بنایی، عمرانی و کشاورزی برای مناطق جنوبی کشورمان به بار می آورند. هدف اصلی تحقیق حاضر تبیین ساز و کار همدید و ترمودینامیکی بارش فراگیر و سنگین رخ داده 19 و 20 نوامبر 2013 برابر با 28 و 29 آبان 1392 در سواحل جنوبی کشور است. در روش پژوهش، از دادهای بارش روزانه 8 ایستگاه همدید و داده های رقومی مرکز ملی پیشبینی محیطی آمریکا در سال 2013 استفاده شد. نتایج نشان داد که در روزهای بارش زبانه کم فشار سودانی به صورت مستقل باعث بارندگی های این دوره، گردیده است در سطوح بالا نیز ناوه عمیق حاصل از مرکز چرخندی بسته شده بر روی جنوب عراق، با راستای شمالی- جنوبی و با حرکت شرق سوی خود بر روی نیمه جنوبی ایران هوای ناپایدار را واگرا کرده است و با ریزش هوای سرد بر روی دریای سرخ و سودان و فرارفت هوای گرم و مرطوب توسط پرفشار عربستان که بر روی دریای عمان و عرب واقع شده است، عمق ناوه را افزایش داده و باعث تشدید جریانات جنوبی بر روی منطقه شده است. بررسی نقشه های وزش رطوبتی نشان داد در تراز 1000 و 850 هکتوپاسکال دریای عرب، سرخ، عمان و خلیج فارس نقش اصلی را در تقویت و تأمین رطوبت سامانه کم فشار سودانی در رخداد بارش داشته است. اما در تراز 700 و 500 هکتوپاسکال تنها دریای سرخ و خلیج فارس به فرارفت رطوبت به درون سامانه بارشی کمک کردهاند. استقرار رودباد جنب حاره بر جلوی ناوه و واگرایی بالایی در تقویت سامانه کم فشار سودانی و رخداد بارش های فراگیر جنوب کشور نقش اصلی را داشته است.

ترسالی و خشک سالی ویژگی جدایی ناپذیر هر اقلیمی می باشد. ولی در اقلیم های خشک و نیمه خشک، ترسالی یک فرصت ایده آل برای ترمیم یا جبران کم آبی های منطقه می باشد. بخش جنوبی کشور ایران علیرغم دسترسی به منابع عظیم رطوبتی دریاهای گرم جنوبی، اقلیمی خشک دارد. برای انجام تحقیق، ابتدا داده های بارش روزانه تمام ایستگاه های سینوپتیک استان های جنوبی کشور که در دوره آماری 33 ساله (1986-2019) دارای آمار کامل بوده اند، استخراج گردید. سپس با استفاده از شاخص های ZCI،ZSI،SPI ترسالی ها و خشک سالی ها شناسایی گردید. در نهایت سال هایی که در هر سه شاخص فوق در شرایط ترسالی شدید قرار داشتند، به عنوان نمونه انتخاب گردید. در گام بعد داده های نم ویژه، باد مداری و نصف النهاری، ارتفاع ژئوپتانسیل و امگا برای تمام ترازهای جوی در لایه زیرین و میانی وردسپهر از سایت NCEP/NCAR برای تمام روزهای بارشی دریافت شد. بررسی نقشه های ترازهای زیرین وردسپهر (دریا،1000 و 925 هکتوپاسکال) نشان داد که سه سامانه اصلی الگوی لایه زیرین وردسپهر را کنترل می کنند. زبانه های پرفشارهای سیبری، تبت و مهاجر از سه تا 7 روز قبل از شروع فعالیت بارشی سامانه، با گسترش بر روی آب های گرم دریاهای عمان و عرب رطوبت لازم را به درون سامانه سودانی فرا رفت می نمایند. در لایه میانی وردسپهر واچرخند عربستان نقش بسیار مهمی در تعیین مسیر ورود سامانه، الگوی گسترش ناوه مدیترانه ای و طول دوام فعالیت سامانه بارشی بر روی منطقه ایفا می کند

ایران کشوری کم بارش همراه با ریزش های جوی با شدت بالا است که سیستم های سینوپتیکی مختلف بر روی آن تأثیرگذارند، از مهم ترین این سیستم ها کم فشار سودانی است، لذا شناخت کم فشارهای منطقه سودان از اهمیت خاصی برخوردار است، هدف از این مطالعه جمع آوری یک شناخت کامل و جامع از مجموعه مطالعات انجام شده در رابطه با این کم فشار، ساختار و شکل گیری و تأثیرات آن بر اقلیم مناطق اطراف است. مطالعه حاضر با استفاده از روش کتابخانه ای و جستجو در منابع معتبر علمی و پژوهشی در رابطه با تحقیقات انجام شده در مورد کم فشار سودان انجام گرفته است و هیچ گونه داده پردازی در آن انجام نشده است، به این گونه است که تغییرات زمانی و مکانی کم فشار سودان را طی چند سال و اثر آن بر اقلیم مناطق اطراف به ویژه ایران را موردبررسی و تحلیل قرار داده است. به طور کل نتایج این تحقیق را می توان به چند دسته تقسیم کرد که شامل مطالعات در رابطه با شناخت و مطالعه کم فشار سودان، ساختار و شکل گیری آن در طول زمان، الگوهای فشار مؤثر بر آن در سطوح مختلف اتمسفر و اثرات آن بر اقلیم مناطق اطراف به ویژه ایران موردبررسی قرارگرفته است، در ادامه تأثیر این کم فشار بر بارش های فصلی و بهاری ایران، بارش برف و تگرگ، سیل، طوفان های تندری و همچنین تأثیر الگوهای پیوند از دور بر این سامانه کم فشار نیز مطالعه شده است و در آخر تحلیل این یافته ها موردبررسی قرارگرفته است. می توان نتیجه گرفت که سامانه کم فشار سودانی یک ناوه معکوس در منطقه شمال شرق افریقا و جنوب غرب خاورمیانه می باشد که عامل تقویت و جابجایی آن در ترازهای بالایی ناوه مدیترانه و رودباد جنب حاره است و در سطح زیرین تزریق رطوبت از دریای عرب و عمان از طریق پرفشار عربستان به داخل آن است که عامل ناپایداری شدید بر روی ایران و یک عامل اصلی ایجاد بارش های سنگین در مناطق مختلف کشور می باشد.