الگوهای سینوپتیک

پژوهش پیش رو به منظور شناسایی الگوهای سینوپتیک سطح زمین و ارتفاع ژئوپتانسیل تراز پانصد هکتوپاسکال رخداد توفان تندری در دشت اردبیل طی بازة بیست ساله (1992-2012) به انجام رسیده است. در این پژوهش، از داده های فشار سطح زمین، ارتفاع ژئوپتانسیل تراز پانصد هکتوپاسکال و روش خوشه بندی سلسله مراتبی وارد با فاصلة اقلیدسی استفاده شده است. نتایج خوشه بندی، چهار الگو در سطح زمین و چهار الگو در تراز پانصد هکتوپاسکال را به دست داد. الگوهای سطح زمین شامل ۱. شکل گیری کم فشارهایی بر روی هندوستان و سیبری و پرفشارهایی بر روی اروپای شمالی و غرب چین؛ ۲. شکل گیری کم فشارهایی بر روی درة گنگ، خلیج فارس و شمال اروپا و پرفشارهایی بر روی سیبری و غرب چین؛ ۳. شکل گیری کم فشارهایی بر روی هند و خلیج فارس و پرفشارهایی بر روی سیبری و غرب چین؛ ۴. شکل گیری پرفشار در آسیای مرکزی و رخداد جبهه در شمال غرب کشور است. الگوهای ارتفاع ژئوپتانسیل تراز پانصد هکتوپاسکال شامل الگوهای 1. شکل گیری ناوه بر روی شرق مدیترانه و قرارگیری اردبیل در شرق ناوه؛ 2. شکل گیری بلوکینگ امگایی شکل بر روی شمال خزر و قرارگیری اردبیل در جنوب غرب آن؛ 3. رخداد بلوکینگ بریدة کم فشار بر روی مرکز و شرق ترکیه و قرارگیری اردبیل در شرق ناوة ایجاد شده از آن؛ ۴. رخداد بلوکینگ دوقطبی در اروپای مرکزی و قرارگیری منطقة بررسی شده در شرق ناوه است.

سرما و یخبندان در منطقه ی شمال غرب کشور، همه ساله خسارت های جبران ناپذیری بر بخش های حمل و نقل، تصادف های جاده ای، باغ ها و محصول های کشاورزی وارد نموده و زندگی عادی مردم را در شهر و روستاها فلج می نماید. به منظور تبیین و تحلیل همدید امواج فراگیر سرما در شمال غرب ایران ابتدا روزهای بسیار سرد 18 ایستگاه مورد مطالعه در دوره آماری 23ساله استخراج شد. سپس از بین این آمار 43 موج شدید و فراگیر انتخاب گردید. برای تحلیل سینوپتیکی امواج سرما در نهایت دو موج نماینده بهمن 1370 و دیماه 1386 تعیین شدند. نقشه های فشار سطح زمین و سطح 500 هکتوپاسکال این یخبندان ها از سایت NCEP استخراج شده و تحلیل گردید. نتایج تحقیق نشان داد که علت بیش تر یخبندان های شدید سطح بالا ناشی از استقرار یک فرود عمیق در غرب ایران بوده که هوای سرد مناطق قطبی را به ایران هدایت می کند. استقرار فراز مانع در شرق این فرود سبب ایستایی نسبی این فرود شده و تداوم سرما را در منطقه تشدید می کند. در سطح زمین هم اکثرا پرفشارهای مهاجر غربی و گسترش زبانه پرفشار سیبری بر شدت سرمای هوای سطح 500 هکتوپاسکال می افزاید. بر این اساس می توان حداقل از 5 روز قبل با استقرار این سیستم ها در همسایگی های منطقه مورد مطالعه شرایط سرمایی را پیش بینی کرده ومدیران و کشاورزان را برای مقابله با سرما آماده نمود.

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.

به منظور شناسایی الگوهای سینوپتیکی سیلاب های حوزه گرگان رود در استان گلستان دبی های سیلابی روزانه در دوره 77-1347 براساس افزایش ناگهانی دبی رودخانه به تفکیک ماه استخراج شد. از میان آن ها نیز شدیدترین و فراگیرترین سیلاب هر ماه ( 50 % ایستگاه ها سیلابی باشد) انتخاب شد و با بررسی نقشه های سینوپتیکی مربوط به این سیلاب ها، الگو های حاکم شناسایی و طبقه بندی گردید. نتایج این مطالعه نشان داد که چهار الگوی عمده سیکلونی، آنتی سیکلون غربی، جبهه گرم و جبهه سرد محلی مهمترین الگوهای تولید سیلاب هستند.

به منظور بررسی و تحلیل الگوهای سینوپتیکی مربوط به وقوع بارش های سیل آسای تابستانه در خراسان شمالی و رضوی طی سال های 1381-1380 (ه.ش) نقشه های فشار سطح زمین و سطح 500 میلی باری بررسی شده است . مهم ترین الگوهایی که با وقوع سیل هماهنگی نشان دادند، عبارت است از: پر فشار دریای خزر، تراف سطوح فوقانی جو، کم فشار دشت کویر و تلفیق رود باد های جنب قطبی و جنب حار ه ای. از 18 سیل مورد بررسی، 4/44 درصد شامل 8 مورد مربوط به پر فشار دریای خزر و جریان های شمالی روی این دریا است، 7/27 درصد شامل 5 مورد به تراف سطوح فوقانی جو، 1/11 درصد شامل 2 مورد به کم فشار دشت کویر و 2/16 درصد شامل 3 مورد ناشی از تلفیق رود باد قطبی و جنب حاره مربوط است. الگوهای پر فشار دریای خزر و کم فشار دشت کویر در گرم ترین روز های فصل تابستان و الگوهای تراف سطوح فوقانی و تلفیق رود باد قطبی و جنب حار های در فصل بهار به وقوع پیوسته اند.

بررسی سینوپتیکی شرایط جوی همزمان با بارش های شدید استان های خراسان رضوی و شمالی و همچنین چگونگی توزیع زمانی - مکانی آنها، هدف اصلی این مطالعه است. در این مطالعه بارش بیشتر از 20 میلیمتر به عنوان معیار روزهای دارای بارندگی شدید مشخص شده است. از پارمترهای فشار سطح دریا و دما سطحی به منظور بررسی شرایط سطح زمین در هنگام وقوع بارش های شدید استفاده شده است، نم ویژه و جهت باد در سطح 700 هکتوپاسکال به منظور رهگیری منبع رطوبتی این بارش ها مورد بررسی قرار گرفته، ضمن آن که سطح 500 هکتوپاسکال به عنوان سطح مطلوب در بررسی الگوهای سینوپتیک مطالعه شده است. جهت و سرعت باد در سطح 300 هکتوپاسکال نیز برای بررسی نقش رود بادها در ایجاد بارش های شدید، ارزیابی شده اند. داده های مذکور در بازه زمانی 11 ساله (1995- 2005) و به صورت روزانه اخذ شده اند. شناسایی سه الگوی توزیع زمانی - مکانی بارش های شدید و شرایط جوی همزمان با آنها از نتایج این مطالعه است که عبارتند از: 1-  دوره ی سرد: کانون بارش های شدید در جنوب منطقه مورد مطالعه، که الگوی سینوپتیکی همزمان با آن فرود بلند مدیترانه می باشد و دریای سرخ نیز به عنوان منبع رطوبتی این بارش ها شناسایی شده اند. در سطح زمین نیز تشکیل یک سیکلون قابل مشاهده  است 2- دوره گرم: کانون بارش های شدید در شمال منطقه مورد مطالعه، که دارای سه الگوی سینوپتیکی فرود شرق خزر، سیستم بندالی واقع در شمال شرق خزر و عقب نشینی کانون های پرفشار جنب حاره می باشد و منبع رطوبتی این بارش ها دریای خزر بوده و وجود گرادیان شدید فشار در سطح زمین نیز قابل شناسایی می باشد 3- دوره گذار: کانون بارش های شدید در مرکز منطقه مورد مطالعه، که تمام شرایط جوی آن ترکیبی از شرایط جوی دو دوره قبلی است. ضمن آنکه در تمامی دوره ها وجود رودباد نقش قابل توجهی در وقوع بارش های شدید دارد.