تیپ های هوا

"یخبندان از جمله پدیده های جوی است که هر ساله خسارت های جبران ناپذیری بر بخش های مختلف وارد می سازد. در فصل زمستان رخداد این پدیده در جاده های مناطق کوهستانی مشکلات عدیده ای را بر بخش حمل و نقل و تصادفات جاده ای باعث می شود. الگوهای گردش عمومی جو، نقش اصلی را در بروز یخبندان ها و توزیع فضایی یخبندان ها در مناطق معتدله دارند. در مطالعه حاضر به منظور تحلیل الگوهای سینوپتیکی یخبندان های زمستانه ایران، داده های روزانه در ساعت UTC12 مربوط به تراز 500 هکتوپاسکال و فشار سطح دریا (SLP) فصل زمستان (دسامبر، ژانویه و فوریه) طی دوره آماری 2000-1960 در تلاقی های 2.5 درجه از مجموعه داده های بازسازی شده NCEP استخراج شد. محدوده انتخاب شده شامل 408 نقطه است که از عرض 20 تا 60 درجه شمالی و از 20 تا 80 درجه شرقی را پوشش می دهد. مجموع این داده ها ماتریسی به ابعاد 4050´408 را برای فصل زمستان تشکیل دادند. با استفاده از روش تحلیل عاملی نقاط وابسته به هم ادغام و ابعاد ماتریس ها کاهش داده شد. در تحقیق حاضر روش تحلیل مولفه های اصلی با آرایه S و چرخش واریماکس برای شناسایی تیپ های هوا به کار گرفته شد و برای طبقه بندی هوای روزانه روش خوشه بندی k-means اعمال گردید. نتایج بررسی حاضر نشان داد که تیپ های هوای پرفشار اروپای شمالی، پرفشار سیبری و پرفشار اروپای شرقی، بیشترین تاثیر را در رخداد یخبندان های شدید و فراگیر ایران داشته اند، به طوری که این تیپ های هوا، جریانات هوای سرد قطبی را از عرض های جغرافیایی بالا به سوی عرض های پایین منتقل کرده و به دنبال آن یخبندان های شدید و فراگیر در ایران به وقوع می پیوندد"

در این پژوهش، با هدف شناسایی تیپ های هوایی مؤثر بر وارونگی های دمایی شهرستان مشهد، ابتدا آمار روز های دارای وارونگی از ایستگاه جو بالای این شهر تهیه شد. سپس آمار فشار سطح دریا ساعت 00گرینویچ در تلاقی 5/2 درجه در محدوده ی 20 تا 5/47 درجه ی شمالی و 35 تا 5/67 درجه ی شرقی، از مرکز NCEP دانشگاه آنجلیای شرقی انگلستان، واقع در شهر نورویچ، تهیه شد. پس از آن برای طبقه بندی داده های فشار از روش تحلیل عاملی یا تحلیل مؤلفه های اصلی استفاده شد. امتیاز این روش در این است که ضمن کاهش تعداد متغیرها، مقدار اولیه ی واریانس موجود در داده ها را نیز حفظ می کند؛ سپس خوشه بندی با استفاده ازآرایه ی Ward صورت گرفت که در آن همه عوامل به هفت عامل اصلی تبدیل شدند و در نهایت نقشه ی مرکب هر گروه تهیه شد. در نتایج به دست آمده در مجموع دو تیپ نشان دهنده الگوی تابستانه، سه تیپ نشان دهنده الگوی زمستانه و دو تیپ نشان دهنده الگوی پاییزی هستند. اینورژن های فصول سرد قوی تر بوده، دارای پایداری و تداوم بیشتری هستند که در نتیجه لایه ای از مواد آلاینده در سطح شهرمی ماند ودوام بیشتری دارد. با توجه به بررسی نقشه ها، الگوی پر فشار از سایر الگوها بیشتر دیده می شود و در بین هفت تیپ موجود، تیپ پنج که دارای الگوی زمستانه است به جهت تداوم بیشتر وارونگی ها، قوی ترین تیپ است

الگوهای گردش جوی، نقش اصلی را در رخداد پدیده های محیطی؛ به خصوص در مناطق معتدل دارند و رخداد دوره های خشک و مرطوب در ارتباط با تکرار سیستم های سینوپتیکی و تیپ های هوا است. در این تحقیق ابتدا با استفاده از شاخص بارش استاندارد شده SPI خشکسالی های وسیع و فراگیر استان شناسایی شد. سپس با استفاده از روش های (PCA) و خوشه بندی CA)) الگوهای گردش روزانه در مقیاس همدیدی مشخص گردید. به منظور طبقه بندی تیپ های هوا، میانگین روزانه مربوط به تراز 500 هکتوپاسکال و فشار سطح دریا (SLP) طی دوره آماری 2006-1950 در تلاقی های 5/2 درجه از مجموعه داده های بازسازی شده NCEP استخراج شد. در این تحقیق از آرایه S و چرخش واریماکس برای شناسایی تیپ های هوا و برای طبقه بندی تیپ های هوای روزانه، از روش خوشه بندی K-Means استفاده گردید. همه روزها به هیجده گروه تقسیم بندی شدند که ارائه دهنده متناوب ترین الگوهای گردش جوی در ناحیه مورد مطالعه هستند. و نقشه های ترکیبی فشار سطح دریا و تراز 500 هکتوپاسکال برای هر یک از تیپ های هوا ترسیم گردید.در نهایت، مقایسه دوره های خشک و مرطوب با فراوانی رخداد الگو های گردش جوی، تیپ های هوای باران زا و خشکی زا شناسایی شد.

این مقاله به شناسایی و طبقه بندی همدید مکانی توده های هوای ایران با نگاهی جدید می پردازد بطوری که تا پایان مرحله محاسبات تیپ بندی هوا، از چارچوب روش های SSC[1]و SSCWE[2]پیروی شده ولی موضوع شناسایی توده های هوا و انتخاب روزهای مرجع، با رویکردهای جدیدی مطرح گردیده است. در این پژوهش، از نه عنصرشامل ابرناکی روزانه، دمای کمینه و دمای بیشینه، میانگین فشار سطح دریا، کمبود دمای اشباع (12GMT)، دامنه درجه حرارت روزانه، دامنه نقطه شبنم روزانه، حداکثر و حداقل کمبود دمای اشباع مربوط به 63 ایستگاه سینوپتیک در ایران برای تیپ بندی هوای هر ایستگاه یا به دست آوردن شاخص همدید زمانی استفاده گردید.پس از تقسیم بندی فصلی اقلیم و انتخاب پنجره های فصلی، با تشکیل ماتریسی از داده های هر ایستگاه (9×16071) و با انتخاب مُد P، تیپ بندی هوا با بهره گیری از تکینک بردارهای ویژه و تحلیل مؤلفه های اصلی و سپس تحلیل خوشه ای انجام گردید. پس از آن گروه بندی تیپ های هوای ایستگاه ها در فصول مختلف با استفاده از دمای پتانسیل مجازی که از نظر هواشناسی عنصری پایستار تلقی می شود و همچنین بهره گیری از دو رویکرد محاسباتی جدید در انتخاب روزهای مرجع، 13 توده هوای فصلی با ویژگی های مختلف شناسایی گردید. نتایج به دست آمده نشان داد که روش های انتخاب روزهای مرجع همپوشانی مناسبی با هم داشته و توده های هوای منبعث از آن ها دارای ویژگی های مشابهی می باشند. با توجه به میانگین ویژگی های توده های هوای فصلی ایران، و در مقایسه با طبقه بندی ایالات متحده و برژرون مشخص شدکه دو نوع توده DP و MM از طبقه بندی آمریکایی و سه نوع توده mE، cP و cA از تقسیم بندی برژرون در بین توده های ایران قابل مشاهده نبوده و بنابراین قابل تطبیق نمی باشند. از لحاظ مشابهت الگوهای فراوانی توده ها در فصول مختلف، می توان چهار تیپ الگو را که مبتنی بر فراوانی حضور توده ها در مناطق سرزمینی معینی می باشند با عناوین 1- تیپ ساحل شمالی 2- تیپ میانه جنوبی – جنوب شرق 3-تیپ سواحل جنوبی، شما ل شرق و شمال غرب و 4-تیپ البرز جنوبی و نیمه غربی معرفی نمود که هریک توده های خاصی را در برمی گیرند.

بارش های سیل آسا از جمله پدیده های جوی می باشند که هر ساله خسارات جبران ناپذیری را به تاسیسات زیر بنایی، عمرانی، کشاورزی و همچنین صدمه به جان و مال انسان ها وارد می کنند. در این پژوهش به منظور شناسایی الگوهای سینوپتیکی پدید آورنده این نوع بارش ها با استفاده از رویکرد محیطی به گردشی و با استفاده ازآمار ایستگاه های موجود در حوضه آبخیز طالقان ( گته ده، دهدر، دیزان، سنکرانچال، آرموت، انگه، جوستان، زیدشت) و بهره گیری از روش های (PCA) و خوشه بندی (CA) و همچنین بارش سنگین در حوضه مورد مطالعه با استفاده از فراسنج صدک ها تعیین شد و الگوهای گردش روزانه بارش های فرین در مقیاس همدیدی مشخص گردید. به منظور طبقه بندی تیپ های هوای میانگین روزانه مربوط به تراز 500 هکتوپاسکال و فشار سطح دریا (SLP) طی دوره آماری 1980-2011 در تلاقی های 5/2 درجه از مجموعه داده های بازسازی شده NCEP استخراج شد. محدوده انتخاب شده شامل 608 نقطه از عرض 10 تا 60 درجه شمالی و از 10 تا 80 درجه عرض شرقی را پوشش می دهد. با استفاده از روش مولفه های اصل نقاط وابسته به هم ادغام و ابعاد ماتریس کاهش داده شد. به طوری که 13 مولفه اصلی باقی ماند که مجموعاً 93 درصد کل واریانس را شامل می شود. در این تحقیق از آرایه S و چرخش واریماکس برای شناسایی تیپ های هوا و برای طبقه بندی تیپ های هوای روزانه، از روش خوشه بندی K-Means استفاده گردید و در نهایت ماتریسی به ابعاد 608 × 118 برای 118 روز بارش مشترک بین ایستگاه ها ترسیم شد. همه روزها (118 روز) به چهار گروه تقسیم بندی شدند که ارائه دهنده متداول ترین الگوهای گردش جوی در ناحیه مورد مطالعه می باشند و در نهایت نقشه های ترکیبی فشار سطح دریا و تراز 500 هکتوپاسکال برای هر یک از تیپ های هوا ترسیم گردید.