رودباد

این تحقیق تلاش دارد تا نقش سامانه‌های بندالی را در چرخندزایی سطحی روی شرق دریای مدیترانه مشخص سازد اما توجه خاص به سیل در استان های غربی ایران در طی مارس 2000 دارد و سعی دارد تا نقش سامانه بندالی را در سیل ایران نشان دهد. داده‌هایی که در این تحقیق بکار رفته‌اند شامل نقشه‌های سطوح فوقانی، فشار در تراز متوسط دریا با فاصله‌های 12 ساعته در طی 16 تا 26 مارس 2000 از مرکز NCEP هستند. داده‌های دما، فشار و رطوبت با فاصله‌های 3 ساعته و کل بارش روزانه 19 ایستگاه مهم ایران نیز از 1 تا 30 مارس 2000 بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که ناوه جناح شرقیِ سامانة بندالی اقیانوس اطلس عامل اصلی جاری شدن سیل روی مناطق غرب ایران بود؛ در طی فعالیت سامانه بندالی در شرق دریای مدیترانه، انشعاب در رودباد در نزدیکی پشته ثانوی روی ایران به وقوع پیوسته است و در نتیجه سامانه‌های کم‌فشاری نزدیک غرب ایران را تشدید کرده است؛ بسط و توسعه سامانه کم‌فشار سودانی سبب افزایش نیرومندی ناوه شرقی سامانه بندالی و منتج به جاری شدن سیل روی غرب ایران شده است.

مطالعه رودبادهای به عنوان یکی از مولفه های اصلی سیستم گردش جوی موثر بر سیل اهمیت و ضرورت خاصی دارد. هدف از این تحقیق شناسایی الگوهای گردش جوی روزهای بارش و بررسی موقعیت مکانی رودبادها در سطح حوضه آبریز دریاچه ارومیه می باشد. پس از تعیین شاخص زمانی- مکانی سیل، داده های ارتفاعی تراز HPa500 تعداد 189 روز بارش منجر به سیل طی دوره(1389-1370) با استفاده از روش تحلیل عاملی و خوشه بندی به روش وارد پردازش شد. نهایتاً هفت الگوی رودباد تراز میانی جو در قالب دو گروه عمده شناسایی گردید. نتایج تحقیق نشان می دهد که، هنگام وقوع سیلاب های فراگیر محور ترافها به سمت عرض های جغرافیایی پایین عمیق تر شده و حدود 70 درصد رودبادها عمدتاً در راستای جنوب غربی- شمال شرقی و بین مدارات 25 تا 35 درجه عرض شمالی بر بالای دریای مدیترانه تا شمال شرقی ایران مستقر بوده اند.

در این پژوهش به تحلیل فراوانی رودبادهای مرتبط با بارش های حدی و فراگیر در کرانه های غربی خزر با بهره گیری از رویکرد محیطی به گردشی پرداخته شد. در این راستا از پایگاه داده ی بارش روزانه ی منطقه ی مطالعاتی شامل 33 ایستگاه همدید، اقلیمی و باران سنجی طی 15992 روز (از 1/1/1340 تا 11/10/1383)، 109 روز از شدیدترین و فراگیرترین بارش های منطقه بر اساس شاخص پایه ی صدک 99ام، برای بررسی و تحلیل انتخاب شد. فراوانی رودبادها و موقعیت آنها در محدوده ی وسیعی از صفر تا 120 درجه ی شرقی و صفر تا 80 درجه ی شمالی در چهار تراز 250، 300، 400 و 500 هکتوپاسکال طی چهار دیده بانی همدید در ساعت های 00:00، 06:00، 12:00 و 18:00 گرینویچ بررسی گردید. نتایج بررسی ها نشان می دهد که رودبادها از نظر زمانی به جز در تراز 250 هکتوپاسکال که در ساعت 06:00 فراوانی بالایی را نشان می دهند؛ در ترازهای 300 و 400 هکتوپاسکال عمدتاً در ساعت 18:00 بر روی منطقه مطالعاتی نمودی آشکار دارند. در عین حال، نقشه های میانگین سرعت رودبادها در این ساعت ها که از یکسو منطبق بر رخداد بیشینه ی فراوانی رودبادها و از دیگر سو مقارن با وقوع بیشینه ی سرعت رودبادها در پهنه ی مطالعاتی است؛ بیانگر قرارگیری ربع چهارم هسته رودباد( که با افزایش تاوایی مثبت و همچنین واگرایی سطوح فوقانی و همگرایی سطوح پایین جو همراه است) بر روی کرانه های غربی خزر است. این موضوع می تواند به انبساط توده ی هوا در سطح بالا یا حرکت قائم صعودی بیانجامد. به طور کلی کشیدگی رودباد تا تراز 500 هکتوپاسکال در اغلب موارد در ساعت 18:00 نشان از ضخامت لایه ی ناپایدار دارد که می تواند بارش های حدی و فراگیر را روی کرانه های غربی خزر ایجاد نماید.

در این پژوهش از داده های مربوط به مؤلفة مداری و نصف النهاری باد طی 1330-1389 برای ابعاد مکانی 20 تا 80 درجة عرض شمالی و 10- تا 120 درجة طول شرقی و در تراز ارتفاعی 200 هکتوپاسکال استفاده شده است. این داده ها از NCEP/NCAR اخذ شده است. محاسبات روند از روش رگرسیون خطی با روش کمترین مربعات خطا (LSE) انجام گرفته است. نتایج بررسی روند در چهار فصل سال نشان داد که مقدار معنی داری روند سرعت رودباد برای فصل های بهار، تابستان، پاییز و زمستان به ترتیب 10، 9/2، 11 و 10 درصد از پهنه بوده است. در فصل های بهار و پاییز، مقدار روند بین 05/0- تا 15/0- مشاهده شد که در سدة آینده کاهش شدت رودباد را در پی خواهد داشت. به طورکلی، کاهش شدت بهاره، پاییزه و تابستانة رودباد جنب حاره در سدة آینده، در سطح اطمینان 95 درصد پیش بینی می شود. بررسی روند مؤلفة مداری و نصف النهاری رودباد در فصل های مختلف نشان داد که بیشترین تغییرات شرق سو در فصل زمستان 4/7 درصد و بیشترین تغییرات شمال سو در فصل بهار و پاییز با 6/10 و 4/8 درصد از پهنة مطالعه شده است. بررسی متوسط رودباد در دهه های مختلف نشان داد که بیشترین تغییرات رودباد مربوط به دهة پنجم (1370-1380) بوده است.

وقوع سیلاب های عظیم در نواحی جنوبی و کاهش میانگین بارش کل در کشور، حاکی از تأثیر پدیده های مخرب اقلیمی بر آب وهوای کشور است. برای پیش بینی سیلاب ها و مطابقت انواع فعالیت های اقتصادی وابسته به آب، ضروری است که منابع و عوامل انتقال رطوبت و نوع آن ها در سطوح مختلف جو شناسایی شود. در این پژوهش، حمل و انتقال بخار آب از طریق رودخانه های اتمسفری (ARS) بررسی شده است. در آغاز، داده های دوباره پردازش شدة رطوبت ویژه، برای دورة سه ساله (2011-2013) از مرکز داده های واکاوی شدة NCEP اخذ و نقشة ترازهای مختلف وردسپهری تهیه و تحلیل شد. نتایج نشان داد که سالانه به طور میانگین، حدود دوازده رودخانة اتمسفری تشکیل می شود که رطوبت بخشی از بارش های ایران را تأمین می کند. بررسی ها نشان داد که رودبادها عامل به وجودآورندة این پدیده است. رطوبت موجود در این رودخانه ها به طور میانگین حدود شش برابر محیط اطرافشان است و در طول مسیر، از چشمه های اتمسفری تغذیه می کند. از نظر رطوبت، رودخانه های اتمسفری جنوبی و جنوب غربی بیشترین مقدار رطوبت را دارد و از نظر بارش، رودخانه های اتمسفری جنوبی دارای بیشترین مقدار بوده و حتی منجر به سیلاب و آب گرفتگی معابر در شهرهای جنوبی شده است.

هدف از این پژوهش شناسایی و تحلیل موقعیت رودبادهای مرتبط با بارش فرین و شار رطوبت در مناطق غربی ایران با استفاده از روش همدید است، که چهار الگو در این زمینه شناسایی شد. در همة الگوها در روز رخداد بارش، ناحیة چپ خروجی (ربع دوم) هستة رودباد جبهه قطبی (که بیشترین واگرایی سطوح بالا و همگرایی سطوح زیرین جو را فراهم می کند) بر فراز آسمان غرب ایران قرار گرفته است. نتایج نشان داد که اختلاف دمای شدید بین سطح زمین و ترازهای بالا در فصل سرد، ناشی از حضور پرفشار قطبی عرض های شمالی و فعالیت بادهای غربی (همراه با ایجاد و انتقال سردچال ها و فرودهای عمیق ناوه ها) است. بنابراین در ایجاد شرایط ناپایداری غرب، حضور یک هسته کم فشار در سطوح بالا و جریان سریع هوای گرم و مرطوب در سطوح پایین مؤثر بوده است. صعود همرفتی شدید سطوح پایین ناشی از فعالیت بادهای غربی به همراه جبهه های قطبی بوده است. بدین طریق که رودبادهای قطبی، فرود بادهای غربی را با سرعت بیش از 60 متر بر ثانیه همراهی می کنند. در ناحیه خروجی چپ هسته رودباد (ربع دوم) که منطبق بر جو غرب ایران بوده، انحنای مسیر بادها به سمت قطب شمال باعث کاهش چرخندگی انحنایی توده هوا و افزایش مساحت آن خواهد شد. در نتیجه با انبساط توده هوا در سطوح بالا حرکت صعودی و ناپایداری درون توده هوا شکل خواهد گرفت.

در این پژوهش تحلیل فضایی فراوانی رودبادهای مرتبط با بارش های فرین و فراگیر در غرب ایران با بهره گیری از رویکرد محیطی به گردشی انجام شده است. بارش روزانة 69 ایستگاه سینوپتیک و اقلیم شناسی (1961 2010) انتخاب شد و 119 روز بارش های فرین و فراگیر منطقه بر اساس توزیع تعمیم یافتة مقادیر فرین از میان آن ها برای بررسی انتخاب شد. فراوانی رودبادها در چهار تراز 250، 300، 400، و 500 هکتوپاسکال بررسی شد. نتایج بررسی ها نشان می دهد رودبادها در تراز 250 هکتوپاسکال فراوانی بسیار زیادی را نشان می دهند. نقشه های میانگین سرعت رودبادها از یک سو منطبق بر رخداد بیشینة فراوانی رودبادها و از دیگر سو مقارن با وقوع بیشینة سرعت رودبادها در پهنة مورد مطالعه است و از قرارگیری ربع دوم هستة رودباد (که با افزایش تاوایی مثبت و همچنین واگرایی سطوح فوقانی و همگرایی سطوح پایین جو همراه است) بر روی غرب ایران حکایت دارد. ترسیم بیضی استاندارد در همة سطوح به جز سطح 250 هکتوپاسکال نشان داد که غرب ایران در نیمة اول بیضی قرار گرفته است. نحوة عملکرد دینامیکی هستة رودباد در ورودی راست و خروجی چپ، که همراه با واگرایی بالایی است، هم زمان با همگرایی در غرب ایران، بارش های فرین را در پی دارد.

در این پژوهش به تحلیل فراوانی رودبادهای مرتبط با رخداد طوفان های حوضه آبریز ارمند با بهره گیری از رویکرد محیطی به گردشی پرداخته شده است. در این راستا، از پایگاه داده بارش روزانه ایستگاه های سینوپتیک چهارمحال و بختیاری استفاده شده است، طی سال های 1352-1383 (طی 11315 روز) روی یاخته هایی به ابعاد 14*14 کیلومتر، به روش کریجینگ میانیابی و ترسیم شد و فراگیرترین بارش های منطقه بر اساس شاخص پایه صدک 99 ام، برای تحلیل گزینش شد. فراوانی رودبادها و موقعیت آنها در محدوده وسیعی از صفر تا 120 درجه شرقی و صفر تا 80 درجه شمالی در 2 تراز 250 و 300 هکتوپاسکال طی 4 دیده بانی همدید در ساعت های 00:00، 06:00، 12:00 و 18:00 گرینویچ بررسی گردید. نتایج نشان می دهد که رودبادها از نظر زمانی در تراز 250 هکتوپاسکال در ساعت 06:00 فراوانی بالایی را نشان می دهد؛ در تراز 300 هکتوپاسکال عمدتاً در ساعت 18:00 بر روی منطقه مطالعاتی نمودی آشکار دارند. درعین حال، میانگین سرعت رودبادها روی نقشه ها در این ساعت ها که از یک سو منطبق بر رخداد بیشینه فراوانی رودبادها و از دیگر سو مقارن با وقوع بیشینه سرعت رودبادها در پهنه مطالعاتی است؛ بیانگر قرارگیری ربع چهارم هسته رودباد (که باافزایش تاوایی مثبت و همچنین واگرایی سطوح فوقانی و همگرایی سطوح پایین جو همراه است) بر روی حوضه آبریز ارمند است. به طورکلی، کشیدگی رودباد در تراز 300 هکتوپاسکال در اغلب موارد در ساعت 18:00 نشان از ضخامت لایه ناپایدار دارد که می تواند بارش های حدی و فراگیر را در حوضه آبریز ارمند ایجاد نماید.

به منظور واکاوی بسامد رخداد رودبادها در زمان وقوع بارش های فرین و فراگیر در آذربایجان شرقی با بهره گیری از رویکرد محیطی به گردشی در اقلیم شناسی همدید، داده های بارش 11 ایستگاه همدید استان در بازه زمانی 11/10/1329 تا 30/12/1391 (22725 روز) اخذ شد. در ادامه، بارش های فرین و فراگیر منطقه بر اساس دو شرط انتخاب گردید: حداقل نیمی از ایستگاهها بارش دریافت کرده و میانگین بارش ایستگاهها بیش از میانگین صدک 99ام بارش طی دوره مورد مطالعه باشد. بر اساس دو آستانه فوق، 97 رخداد بارشی برگزیده شد. در این روزها بسامد رخداد رودبادها، موقعیت و سرعت آنها بر روی کرنل صفر تا 120 درجه ی طول شرقی و صفر تا 80 درجه ی عرض شمالی برای هر یاخته(1617) در ترازهای 250، 300، 400 و 500 هکتوپاسکال طی چهار دیده بانی همدید در ساعت های 00، 06، 12 و 18 گرینویچ محاسبه گردید. نتایج نشان داد که رودبادها در ترازهای مزبور در ساعت های همدید به ویژه در ساعت 18 بر روی منطقه مطالعاتی نمودی کاملا آشکار دارد. کانون بیشینه بسامد رخداد رودباد نیز بر روی شمال شبه جزیره عربستان استقرار دارد. نقشه های میانگین سرعت باد در ساعت های همدیدی که از یکسو منطبق بر رخداد بیشینه ی بسامد رودباد و از دیگر سو مقارن با وقوع بیشینه ی سرعت باد در پهنه ی مطالعاتی است؛ نشان می دهد که محور خروجی رودباد به صورت مایل با جهت جنوب غربی- شمال شرقی به سوی نیمه غربی کشور کشیده شده و آذربایجان شرقی در قطاع چپ خروجی رودباد، جایی که واگرایی و ناپایداری در جو رخ می دهد قرار دارد.این موضوع بیانگر حرکات عمودی صعودی بر روی محدوده ی مطالعاتی بوده که منجر به انبساط توده هوا در سطوح بالا و ناپایداری جو می شود. به طور کلی کشیدگی رودباد تا تراز 500 هکتوپاسکال خصوصا در ساعت 18 نشان از ضخامت لایه ی ناپایدار داشته که رخداد بارش های فرین و فراگیر بر روی آذربایجان شرقی را فراهم می کند.

پژوهش حاضر با هدف تبیین تأثیر رودباد بر بارش های حدی و فراگیر جنوب غرب ایران انجام شده است. به این منظور، از پایگاه های داده ای هواشناسی شامل بارش ایستگاه های هواشناسی مراکز استان ها استفاده شد. ابتدا بارش روزانه 30 ساله (2018-1989) برای 22 ایستگاه سینوپتیکی جنوب غرب ایران واقع در استان های ایلام، خوزستان، فارس، کهگیلویه و بویر احمد، چهارمحال و بختیاری و بوشهر از سازمان هواشناسی کشور اخذ شد. سپس ارتباط بارش ها با رودبادهای وردسپهری، فراسنج های ارتفاع ژئوپتانسیل درسطح 850 و 500  هکتوپاسکال، مؤلفه مداری و نصف النهاری باد تراز 300 هکتوپاسکال، نم ویژه تراز1000هکتوپاسکال و مؤلفه امگا در دو سطح 850 و 500 هکتوپاسکال از پایگاه مرکز ملی پیش بینی محیطی و مرکز ملی پژوهش های جوّی ( ncep/ncar ) ایالات متحده دریافت و نقشه فراسنج های مذکور ترسیم شد. نتایج این پژوهش نشان داد در سه روز بارشی، در هر سه رودباد مورد مطالعه، محور رودباد به صورت نصف النهاری در راستای جنوب غربی- شمال شرقی منطقه مورد مطالعه را تحت تأثیر قرارداده است. همچنین در تراز 850 و 500  هکتوپاسکالی چرخندی بر روی موقعیت تقریبی شرق مدیترانه واقع شده و ضلع شرقی این چرخندها بر روی جنوب غرب ایران قرار گرفته است. قرارگیری محور رودباد در جهت نصف النهاری و در راستای جنوب غربی- شمال شرقی، و واقع شدن منطقه مورد مطالعه در ضلع شرقی چرخند تشکیل شده در شرق دریای مدیترانه، سبب تشدید ناپایداری در ترازهای زیرین در منطقه مورد مطالعه شده است. مقادیر امگای منفی در تراز 850 و 500 هکتوپاسکالی از 0.15-تا 0.8- پاسکال بر ثانیه، نشانگر ناپایداری شدید هوا در منطقه مورد مطالعه بوده است. در نتیجه می توان گفت عامل اصلی ناپایداری بارش های حدی فراگیر جنوب غرب کشور، رودباد و سامانه های برون حاره ای و عامل اصلی تأمین رطوبت بارش های این پهنه از کشور دریاهای گرم جنوبی (دریای سرخ، دریای عمان، دریای عربی، و خلیج فارس) می باشد.

شناخت نحوه رخداد رودباد به عنوان یکی از اجزای اصلی گردش عمومی جوّ، تأثیر بسزایی در پیش بینی و چگونگی وقوع سایر رویدادهای اقلیمی دارد. در پژوهش حاضر، از داده های مربوط به مؤلّفه مداری و نصف النّهاری باد در ترازهای 200، 300، 400 و 500 هکتوپاسکال، در محدوده عرض جغرافیایی20 تا  80 درجه شمالی و طول جغرافیایی 10 درجه غربی تا120 درجه شرقی بهره گرفته شده است. بازه زمانی مورد استفاده، شامل فروردین 1330 تا اسفند 1389 بوده است. در این مطالعه ماتریسی به ابعاد 1325×21914 (سطرها تعداد روز و ستون ها تعداد یاخته ها است) از متوسط روزانه سرعت باد، برای هر تراز تدوین گردید. این داده ها با به کارگیری نرم افزار GrADS استخراج شده است. سپس با استفاده از نرم افزار Arc Map بیضی استاندارد برای هر تراز ترسیم گردید.  نتایج تحلیل توصیفی در مقیاس سالانه، بیانگر رخداد مرکز متوسّط سالانه رودباد جنب حارّه بر فراز شمال آفریقا، دریای سرخ و شمال عربستان در تراز 200 هکتوپاسکال است. مرکز مزبور در ترازهای پایین تر به سمت شرق جابجا شده است. همچنین بررسی متوسّط فراوانی سالانه حاکی از رخداد بیشینه وقوع هسته در مناطق مذکور است. این امر یکی از عوامل مهم در انتقال پدیده گرد وغبار به جنوب غرب و غرب کشور است.  ترسیم بیضی استاندارد در تمام سطوح نشان داد که کشور در نیمه دوم بیضی استاندارد قرار گرفته است و در ترازهای پایین تر بیضی استاندارد به سمت غرب و تا حدودی شمال جابجا شده است. بررسی فراوانی بیشینه هسته در طول دوره، مراکز بیشینه فراوانی وقوع هسته را در خوزستان، بوشهر، فارس، کرمان، هرمزگان و سیستان و بلوچستان نشان داد. نحوه عملکرد دینامیکی هسته رودباد در ورودی راست و خروجی چپ هسته، که همراه با واگرایی بالایی است، همزمان با همگرایی در منطقه ای که فاقد رطوبت کافی است، توفان غباری را در پی دارد.