پرفشار

این پژوهش با هدف شناسایی ناهنجاری های مکانی- زمانی فشار تراز دریا در ایران انجام شد. برای این منظور از داده های شش ساعته فشار تراز دریا در محدوده صفر تا 80 درجه جغرافیایی طول شرقی و صفر تا 60 درجه جغرافیایی عرض شمالی استفاده شد. در این محدوده، 825 یاخته به اندازه 5/2 در 5/2 درجه جغرافیایی قرار داشت. بنابراین پایگاه داده ای به اندازه 825* 90520 ایجاد شد. در این ماتریس 825، تعداد یاخته های محدوده مورد مطالعه و 90520 نیز تعداد دیده بانی های شش ساعته فشار تراز دریا در 62 سال(2009-1948) است. با استفاده از این داده ها، ناهنجاری های ماهانه فشار تراز دریا برای هر یاخته بدست آمد. فراوانی مقادیر کمتر و بیشتر از میانگین بلندمدت هر یاخته تحت عنوان ناهنجاری های منفی و مثبت فشار تراز دریا محاسبه شد. برای هر ماه نقشه فراوانی ناهنجاری های منفی فشار تراز دریا ترسیم شد. نتایج نشان داد که فراوانی ناهنجاری های منفی فشار تراز دریا، تقریباً از ماه نوامبر تا آوریل در بیشتر بخش های کشور بیش از 50 درصد بوده و از ماه می تا اکتبر نیز کمتر از 50 درصد بوده است.

این پژوهش با هدف شناسایی ناهنجاری های مکانی- زمانی فشار تراز دریا در بخشی از نیمکره شمالی انجام شد. برای این منظور از داده های شش ساعته فشار تراز دریا در محدوده صفر تا 80 درجه جغرافیایی طول شرقی و صفر تا 60 درجه جغرافیایی عرض شمالی استفاده شد. در این محدوده، 825 یاخته به اندازه 5/2 در 5/2 درجه جغرافیایی قرار داشت. بنابراین پایگاه داده ای به اندازه 825* 90520 ایجاد شد. در این ماتریس 825، تعداد یاخته های محدوده مورد مطالعه و 90520 نیز تعداد دیده بانیهای شش ساعته فشار تراز دریا در 62 سال(2009-1948) است. با استفاده از این داده ها، ناهنجاری های ماهانه فشار تراز دریا برای هر یاخته بدست آمد. فراوانی مقادیر کمتر و بیشتر از میانگین بلندمدت هر یاخته تحت عنوان ناهنجاری های منفی و مثبت فشار تراز دریا محاسبه شد. برای هر ماه نقشه فراوانی ناهنجاری های منفی فشار تراز دریا ترسیم شد. نتایج نشان داد که فراوانی ناهنجاری های منفی فشار تراز دریا، تقریباً از ماه نوامبر تا آوریل در بیشتر بخش های کشور بیش از 50 درصد بوده و از ماه می تا اکتبر نیز کمتر از 50 درصد بوده است.

فشار هوا که یک متغیر جوی است، در قالب میانگین، بیشینه و کمینه فشار تراز دریا و تراز ایستگاه بررسی می شود. فشار تراز دریا، اغلب اولین گامی است که در مطالعات همدید رویدادهای هواشناسی تحلیل می شود. در این پژوهش الگوهای همدید فشار تراز دریا در نیمه سرد سال در بخشی از نیمکره شمالی (مختصات جغرافیایی صفر تا 80 درجه طول شرقی و صفر تا 60 درجه عرض شمالی) بررسی شد. برای این امر از داده های شش ساعته فشار تراز دریا، در فصل های پاییز و زمستان، طی 63 سال (سال های2010-1948) استفاده شده است. این داده ها به صورت شبکه بندی منظمی با ابعاد 5/2 در 5/2 درجه جغرافیایی بودند. بنابراین دو پایگاه داده جداگانه برای فصل پاییز و زمستان ایجاد شد. روی داده های مربوط به هر فصل تحلیل خوشه ای با فواصل اقلیدوسی به روش ادغام وارد انجام گرفت. نتایج نشان داد که در هر فصل، هفت پهنه اصلی فشار تراز دریا وجود دارد. پهنه های اصلی فشار در فصل پاییز شامل: کم فشار دریای سرخ، کم فشار عمان، پُرفشار قزاقستان، پُرفشار اروپا، پُرفشار غرب روسیه(شمال دریای خزر)، کم فشار اسکاندیناوی و پُرفشار سیبری و همچنین فصل زمستان نیز شامل: کم فشار دریای سرخ، پُرفشار شمال آفریقا، پُرفشار شمال غرب ایران، پُرفشار اروپا، پُرفشار قزاقستان، پُرفشار غرب روسیه(شمال دریای خزر) و کم فشار اسکاندیناوی بودند.

یکی از سامانه های مهم جوی اقلیم کره زمین سامانه پرفشار سیبری است. هدف پژوهش فوق، تحلیل تغییرات هسته مرکزی سامانه پرفشار سیبری در بازه زمانی یاد شده می باشد. جهت شناسایی تغییرات مکانی هسته در بازه زمانی یاد شده داده های روزانه فشار سطح دریا و دمای سطح زمین با تفکیک 5/2 درجه در محدوده ی مکانی 30 تا 65 درجه عرض شمالی و 45 تا 130 درجه طول شرقی از پایگاه داده های نوآ NCEP/NCAR برای ماه های سرد سال استخراج شد. جهت تحلیل تغییرات مکانی هسته مرکزی سامانه داده ها وارد محیط GIS شده و به دو صورت پهنه ای و نقطه ای به تفکیک شش دهه ی ده ساله خروجی گرفته شده و مورد مقایسه قرار گرفت. جهت بررسی روند میزان تغییرات، تعیین جهت روند، نوع و زمان تغییرات دما و فشار هسته مرکزی سامانه از آزمون آماری-ناپارامتری من کندال استفاده شده است. نتایج حاصل از مقایسه ی دهه ی اول و ششم دوره 60 ساله نشان داد که هسته مرکزی در ماه ژانویه از سمت شرق به غرب و در ماه های اکتبر و مارس از سمت شمال شرق به جنوب غرب در محدوده ی دریاچه ی بایکال تا بالخاش دچار جابجایی چشمگیری شده است. تحلیل های آماری این دوره 60 ساله نشان داد که میزان فشار در ماه اکتبر دارای یک روند افزایشی و دمای سطح زمین در همین ماه یک روند کاهشی معنادار را تجربه کرده است. نتایج همچنین نشان داد که در طی همین دوره فشار مرکزی پرفشار سیبری در ماه ژانویه روند کاهشی داشته است در صورتی که دمای سطح زمین در این ماه روند افزایشی معناداری را نشان می دهد. برخلاف ماه های اکتبر و ژانویه در ماه مارس فشار مرکزی دارای چند جهش بوده ولی فاقد روند می باشد. با این وجود در این ماه دمای سطح زمین دارای یک روند افزایشی معنی دار در طول دوره یاد شده می باشد.

بروز خشکسالی به عنوان یک ناهنجاری جوی، پدیده ای طبیعی است، که ریشه در تغییرپذیری آب و هوا و مهمتر از همه، گردش عمومی جو دارد. با توجه به این مهم می توان گفت که سیستم های کنترل کننده ی گردش عمومی جو، سیکلون ها، آنتی سیکلون ها و جبهه های هوا می باشند، که آب و هوای عرض های میانه ی کره ی زمین را کنترل می کنند. بنابراین علل بروز خشکسالی ها را باید در تغییرات و ناهنجاری الگوهای جوی جستجو کرد. یکی از این ناهنجاری ها، واچرخندهای جوی یا همان آنتی سیکلون ها می باشد. بررسی و شناسایی ماهیت ساختاری این پدیده به عنوان یکی از ناهنجاری های جوی در شناخت دوره های خشک می تواند بسیار موثر باشد. به منظور تبیین سازوکار واچرخندها در زمان رخداد خشکسالی های فراگیر در استان سمنان، ساختار منطقه ای جو مورد بررسی قرار گرفت، که در راستا، از آمار بارندگی 7 ایستگاه سینوپتیک و 27 ایستگاه باران سنجی سازمان هواشناسی استفاده شد. برای شناسایی دوره های خشک، شاخص بارش استاندارد (SPI) بکارگرفته شد. در ادامه برای تبیین ساختار واچرخندها، از داده های ارتفاع ژئوپتانسیل، فشار تراز دریا، امگا، مولفه های مداری و نصف النهاری باد متعلق به مرکز ملی پیش بینی های محیطی/علوم جو (NCEP/NCAR) استفاده گردید. از نتایج بدست آمده مشخص شد، که واچرخندها در غالب چهار الگو در رخداد خشکسالی های منطقه اثرگذارند. استقرار یک فراز قوی بر روی منطقه همراه با تاوایی منفی، نزول دینامیکی شدید هوا، همراه با کاهش شدید رطوبتی و قرارگیری استان در زیر چرخندگی منفی از دلایل عمده این پدیده فرین به حساب می آید. کاهش رطوبت مورد نیاز و از طرفی تقلیل یافتن مقادیر جریانات صعودی و وارد شدن زبانه هایی از پرفشار سیبری به ایران مرکزی سبب شده تا اغتشاشات جوی به حداقل خود برسد.

در این پژوهش، بر اساس یک آستانه فضایی، خشکسالی ها یا ترسالی هایی که حدود 75 درصد و بیشتر ایستگاه های مورد مطالعه (43 ایستگاه همدید) را در دوره سرد سال (اکتبر-آوریل) در یک بازه زمانی 34 ساله (2009-1976) درگیر خود نموده بودند به عنوان خشکسالی ها یا ترسالی های فراگیر تعریف شدند. نقشه های ترکیبی ناهنجاری ها به تفکیک برای ماه ها و فصل های دارای خشکسالی ها و ترسالی های فراگیر برای متغیرهای دمای سطحی، رطوبت ویژه، فشار سطح دریا، تابع جریان، باد برداری و مؤلفه مداری آن از روی داده های مرکز ملی پیش بینی محیطی-مرکز ملی پژوهش های جوی (NCEP/NCAR) تهیه شدند. نتایج نشان می دهند که در زمان ترسالی های فراگیر، استقرار یک کم فشار بر روی اروپا، یک پرفشار بر روی دریای عرب و یک کم فشار بر روی دریای سرخ، شرایط را برای انتقال رطوبت هم از جانب غرب و هم از جانب جنوب و جنوب غرب بر روی ایران فراهم می کنند. اما در خشکسالی های فراگیر، استقرار یک پرفشار بر روی اروپا، استقرار یک کم فشار بر روی دریای عرب و وجود یک کم فشار بر روی دریای سرخ باعث اختلال در فرایند چرخند زایی دریای مدیترانه و همچنین انتقال رطوبت از دریای عرب و اقیانوس هند به داخل ایران می شوند.