شار رطوبت

در این پژوهش بارش های سنگین پهنه کم بارش شمالی ایران با استفاده از رویکرد محیطی به گردشی مورد بررسی قرار گرفت. به منظور تحلیل این گونه بارش ها در این پهنه از پایگاه داده بارش اسفزاری استفاده شده است. ابتدا پایگاه داده ای از بارش روزانه از 1/1/1340 تا 10/11/1383 (شامل15992روز) تهیه شد. به کمک داده های بارش روزانه 1437 ایستگاه سینوپتیک و کلیماتولوژی نقشه های همبارش پهنه به روش کریگینگ روی یاخته های 18×18 کیلومتر محاسبه و یک ماتریس 362×15992 حاصل شد. 100 روز از سنگین ترین بارش های پهنه از پایگاه داده بارش روزانه جهت مطالعه انتخاب شد. انجام یک تحلیل خوشه ای بر روی فواصل اقلیدیسی این ماتریس به روش ادغام وارد نشان داد که چهار الگوی اصلی فشار سطح دریا در پهنه فعال هستند. بدین ترتیب 100 مورد از رخدادهای بارش سنگین پهنه کم بارش شمالی ایران از لحاظ فشار سطح دریا، فراوانی تابع رودباد، همگرایی شار رطوبت و فراوانی تابع جبهه زایی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. آرایش جغرافیائی این الگوها آشکار می سازد که واچرخند سیبری، واچرخند سیاه، فرود دریای سرخ و فرود خلیج فارس مسبب اصلی این گونه بارش ها بوده اند.

در این مطالعه تأثیر رودبادهای سطح پایین (LLJ) در شکل گیری سامانه های همرفتی میان مقیاس در جنوب غرب ایران طی سال های 2001-2005 بررسی شد. برای تشخیص اهمیت رودبادهای سطح پایین در شکل گیری این سامانه ها درصد رخداد، اندازه و طول عمر سامانه ها در هر دو شرایط حضور و نبود رودبادهای سطح پایین در منطقه، همچنین نقشه های سرعت باد و شار رطوبت در سطح 850 هکتوپاسکال بررسی شد. همچنین، شرایط تشکیل این سامانه ها برای یک نمونة موردی (روزهای دوم و سوم آوریل 2002) ارزیابی شد. نتایج این مطالعه نشان داد در تمام ماه های مورد بررسی، عمدة سامانه های همرفتی میان مقیاس (بیش از 80 درصد) در شرایطی تشکیل شد که LLJ در منطقة حضور داشت و هوای گرم و مرطوب عرض های پایین تر (دریای عرب و سرخ) را به منطقة مورد مطالعه تزریق و همگرایی سطح پایین را تشدید می کرد. در این شرایط میانگین اندازه و طول عمر بزرگ ترین و بادوام ترین سامانه های تشکیل شده در روزهای همراه با رخداد رودبادهای سطح پایین (به ترتیب 222 هزار کیلومترمربع و 17 ساعت) نسبت به میانگین اندازه و طول عمر بزرگ ترین و بادوام ترین سامانه های تشکیل شده در روزهای بدون رخداد آن (به ترتیب برابر 80 هزار کیلومترمربع و 6/9 ساعت) با 95 درصد اطمینان بیشتر بوده است.

در این پژوهش با استفاده از رویکرد محیطی به گردشی، فراوانی تابع همگرایی شار رطوبتدر زمان رخداد بارش های سنگین شمال غرب ایران بررسی شد. 106 روز از سنگین ترین بارش های شمال غرب ایران از پایگاه داده بارش روزانه کشور، بر اساس آستانه بالای 99 درصد، جهت مطالعه انتخاب شد. فراوانی تابع همگرایی شار رطوبت در محدوده صفر تا 120 درجه طول شرقی و صفر تا 80 درجه شمالی در 6 سطح 500، 600، 700، 850، 925 و 1000 هکتوپاسکال و در چهار دیده بانی در ساعت های 00:00، 06:00، 12:00، 18:00 زولو محاسبه شد. نتایج نشان داد که از میان این سطوح، سطح 850 هکتوپاسکال به دلیل داشتن بالاترین فراوانی تابع همگرایی شار رطوبت بر روی ایران و به ویژه شمال غرب ایران دارای اهمیت بوده است.

استان زنجان بخشی از گسترة ناهموار شمالِ باختری ایران است که با مساعدت عرض جغرافیایی، ارتفاع و جهت گیری ناهمواری ها در مسیر سامانه های بارش زای غربی است. با حرکت خاور سوی موج های کوتاه در بستر موج مدیترانه و تناوب فرازها و فرودها، امکان تغذیة سامانه های پدیدآورندة بارش های سنگین از پهنه های آبی هم عرض فراهم است. دراین تحقیق با هدف تعیین سامانه های عامل این بارش ها در ترازهای میانی وردسپهر و پایینی؛فرض«دریای مدیترانه به عنوان مهم ترین خاستگاه تأمین کنندة نماین بارش ها» آزمون شد. برای انجام این آزمون در مرحلة نخست، مقادیر بارش روزانة 9 ایستگاه داده سنجی جوّی داخل و پیرامون استان برای ماه های فروردین، اردیبهشت و خرداد از سامانة داده های محیطی سازمان هواشناسی تهیه شد. تنظیم جداول روزانة بارش ها بر مبنای آستانة 30 میلی متر در روز، امکان استخراج 13 مورد بارش سنگین را فراهم کرد. بررسی ها،گویای رخداد بیشترین فراوانی ها درفروردین ماه بود. در مرحله دوم، بر پایة معیارهای دوام روزانة بارندگی، جمع مقادیر ایستگاه ها طی روزا و جو نیز فراوانی ایستگاه های درگیر، 8 موج بارندگی به عنوان بارندگی های شاخص تعیین شد. آخرین مرحلة تحقیق تهیة داده های فشار تراز دریا، ارتفاع، دما، نم نسبی و ویژه، بادهای مداری و نصف النهاری از مرکز جهانی داده کاوی و نهایتا ًرسم الگوهای روزانه این داده ها بود. نتایج تحلیل نقشه های وضع هوا طی روزهای بارندگی سنگین، گویای سمت یابی شار رطوبت در لایة زیرین پوش سپهر از خاور دریای مدیترانه روی استان بود. همچنین نتایج گویای تشکیل هسته های نم نسبی 80 درصدی روی سرزمین طی روزهای بارندگی بود. واکاوی فرضیة تحقیق، مشخص نمود که بیشترین فراوانی بارندگی های سنگین استان زنجان طی بهار در فروردین ماه رخ داده اند و دریای مدیترانه در میان پهنه های آبی پیرامون ایران، مهم ترین نقش را در شار رطوبت برای بارش های سنگین شاخص استان داشته 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.

هدف از این مطالعه واکاوی وردش های جوی بارش های بهاری فراگیر ایران طی نیم قرن اخیر است. بدین منظور داده های بارش روزانة 283 ایستگاه سینوپتیکی طی دورة آماری 1961 تا 2010 از سازمان هواشناسی کشور استخراج و مرتب شد. پس از استخراج بارش های روزانة فصل بهار (فروردین، اردیبهشت، و خرداد)، به منظور شناسایی الگوهای بارش فراگیر، داده های فشار سطح زمین از پایگاه دادة مرکز ملی پیش بینی محیطی و مرکز ملی پژوهش های جوی استخراج شد. سپس با اجرای تحلیل خوشه ای بر روی داده های فشار سطح زمین الگوهای همدید بارش های فراگیر بهاره شناسایی، بررسی، و تجزیه و تحلیل شد. نتایج حاصل از این مطالعه بیانگر آن است که بارش های بهاره، ضمن برخورداری از افت وخیز روزانه، ضریب تغییرات مکانی بسیار زیادی دارند؛ در این بین، به سمت ماه خرداد این تغییرات چشم گیرتر خواهد بود. نتایج حاصل از واکاوی وردش های جوی بارش های بهاری فراگیر ایران نشان داد که چهار الگوی کم فشار عربستان- کم فشار ایران مرکزی، کم فشار اروپا- کم فشار سودان، کم فشار خلیج فارس- پُرفشار سیبری، و الگوی چندهسته ای کم فشار خاورمیانه بیشترین نقش را در بارش های بهاری فراگیر ایران ایفا می کنند.

در این پژوهش برای شناخت تأثیر رشته کوه زاگرس در تغییرات چرخند هایی که از غرب وارد ایران می شوند از رویکرد محیطی به گردشی استفاده شد. بدین منظور، داده های سیزده ایستگاه سینوپتیک غرب ایران و داده های ساعتی ERA-Interim با تفکیک مکانی 125/0×125/0 درجه، طی سال های 1984 2013 دریافت شد. با این رویکرد، 203 روز بارش فراگیر شناسایی شد. با اعمال تکنیک تحلیل عاملی بر روی داده های تراز دریای متناظر با این روزها، عامل دوم بیشترین پراش بارش های حاصل از چرخند را توجیه می کند. روزهای چهاردهم تا هجدهم آپریل 2003، که بیشترین همبستگی را با سایر روزهای این عامل دارد، الگوی نماینده انتخاب شد. در این الگو، چرخند ِ رسیده به کوه های زاگرس از زمان شکل گیری تا زمان رسیدن بر روی عراق و ادغام با سامانه سودانی، به لحاظ دینامیکی، تقویت می شود. به هنگام نزدیک شدن به زاگرس، از تاوایی مثبت و سرعت قائم هوا کاسته می شود؛ اما با عبور از زاگرس بر تاوایی مثبت آن افزوده می شود. رابطه چرخند تقویت شده با منطقه واگرایی ترازهای میانی وردسپهر در همه مراحل مشاهده شد. زاگرس نخست باعث تضعیف و دوقطبی شدن چرخند می شود. سپس، با دور شدن از کوهستان، چرخند مجدداً تقویت می شود. این چرخند ها را چرخند زاگرسی می توان نامید.

هدف از این مطالعه بررسی و تحلیل سازوکار بارش های فراگیر زمستانه ایران می باشد. برای این منظور داده های بارش روزانه 483 ایستگاه سینوپتیک وکلیماتولوژی مرتب شده و سپس بارش های فراگیر استخراج و مورد تحلیل قرار گرفته است. به منظور بررسی و واکاوی سازوکار بارش های فراگیر زمستانه پارامترهای دینامیکی و همدیدی نظیر شار رطوبت، تاوایی، فشار سطح زمین، ارتفاع ژئوپتانسیل و مؤلفه نصف النهاری و مداری باد برای ترازهای 1000، 850، 700 و 500 هکتوپاسکال مورد تحلیل قرار گرفته است. نتایج نشان داد که سازوکار دینامیکی و همدیدی بارش های فراگیر زمستانه ایران تحت تأثیر الگوی ترکیبی جو نظیر کم فشار مدیترانه – کم فشار دو هسته ای خلیج فارس، کم فشار بسته ایران مرکزی- پرفشار شرق اروپا، کم فشار اورال – پرفشار خاورمیانه، کم فشار عربستان – پرفشار اروپا و کمربند پرفشار سیبری – کم فشار ایران مرکزی قرار دارند. بیشترین منبع تغذیه شار رطوبتی بارش های زمستانه حاصل اندرکنش تراز های میانی جو به ویژه ترازهای 850 و 700 هکتوپاسکال بوده است. در حالی که وردش های جوی تراز 500 هکتوپاسکال نقش به سزایی در سازوکار دینامیکی بارش های فراگیر زمستانه ایران داشته است.

با هدف آشکارسازی نقش همزمانی سردچال های جوی و رودبادهای سطح پایین در تداوم بارش های روزانه غرب و شمال غرب ایران، از نقشه های ارتفاع ژئوپتانسیل، ضخامت جو، تاوایی، سرعت قائم هوا (امگا)، رطوبت ویژه، بادمداری و نصف النهاری مرکز اروپایی و پایگاه داده های مرکز ملی پژوهش های جوی استفاده شده است. داده های روزانه بارش نیز برای دوره 2014-1995 از سازمان هواشناسی کشور دریافت شده اند. از روش نیتو و روبیتا برای شناسایی سردچال و معیار بونر برای رودباد سطح پایین استفاده شده است. نتایج نشان داد که از مجموع دوره های بارشی، شصت مورد با سردچال های جوی ارتباط مستقیم دارند. این سردچال ها از نظر موقعیت مکانی در سه منطقه شرق دریای مدیترانه، خاورمیانه و شرق دریای سیاه قرار داشتند. بیشترین فراوانی وقوع این پدیده مربوط به فصل زمستان و با یک بیشینه در ماه ژانویه شناسایی شد. در بررسی طول عمر این سیستم ها، مشخص گردید که سردچال های با تداوم دو روز، بیشترین ماندگاری را دارا می باشند و در روزهای وقوع پدیده سردچال، رودبادهای سطح پایین در 58 رخداد آن ها را همراهی کرده اند. رودبادهای سطح پایین با تشدید همگرایی در سطوح زیرین جو، از یک سو شرایط را برای تشدید واگرایی بالایی ناشی از پدیده سردچال و از سویی دیگر افزایش انتقال رطوبت را فراهم می سازند، بطوری که تشدید رودبادهای سطح پایین، تشدید ناپایداری حاصل از پدیده سردچال را به دنبال دارد. محاسبه مقدار انتقال رطوبت جوی نشان داد که اقیانوس هند و بعد از آن به ترتیب اقیانوس اطلس، دریای مدیترانه، دریای سرخ، دریای عرب و دریای سیاه، منابع اصلی رطوبت دوره های بارشی ناشی از سردچال هستند.

در این پژوهش ، از داده های نم ویژه، مؤلفه مداری و نصف النهاری جریان باد در تراز 850 هکتوپاسکال، همچنین از داده های روزانه آب بارش پذیر سنجنده مودیس آکوا در بازه زمانی 15 ساله (2017-2002) استفاده شد؛ سپس در طول این دوره روزهایی که متوسط آب بارش پذیر آن ها دو انحراف معیار از میانگین ِدوره فاصله داشت انتخاب و برای این روزها و دو روز قبل از آن شار رطوبت بدست آمد. یافته ها نشان می دهد در روزهایی که متوسط آب بارش پذیر بالا است (تیر و مرداد)، کرانه های دریای خزر بویژه در بخش های جنوب غربی آن و شمال غرب کشور شار رطوبت نیز بیشینه است. جریانات شمال شرقی و شرقی که در نتیجه استقرار یک کم فشار در شمال شرقِ دریای خزر از روی دریای خزر می گذرند، با ترابرد رطوبت به کرانه های خزر و شمال غرب وقوع بیشینه ی آب بارش پذیر را باعث می شوند. استقرار پرفشار جنب حاره بر روی دریای عرب از یک سو و یک کم فشار حرارتی بر جنوب شرق عربستان، شار رطوبت را از دریای عرب، خلیج عدن، دریای عمان و خلیج فارس به سوی کرانه های جنوبی و جنوب غربِ کشور افزایش داده و در نتیجه مقدار آب بارش پذیر نیز افزایش می یابد. در پاره ای از موارد مشاهده شد، جریاناتی که از شمال شرق و جنوب وارد کشور می شوند در دشت لوت و کویر مرکزی همگرا شده و رطوبت جو این نواحی را نیز افزایش می دهند. بر اساس نتایج بدست آمده، حضور کم فشار در غرب قزاقستان و استقرار پرفشار در دریای عرب و کم فشار در شرق عربستان نقش کلیدی در فرارفت رطوبت به ایران و افزایش رطوبت جو آن دارند.