شاخص CAPE

مکانیزم های صعود بارندگی در مناطق مختلف از الگوهای متفاوتی تبعیت می کنند. شناخت این الگوها می تواند سطح برنامه ریزی محیطی را ارتقاء بخشد. هدف اصلی پژوهش حاضر بررسی ویژگی های زمانی بارش های بیش از پنج میلی متر و تعیین سهم بارش های همرفتی شهر تبریز بر اساس داده های جو بالا می باشد. بدین منظور داده های ساعتی بارش ایستگاه تبریز طی دوره آماری بیست وشش ساله(2005-1980)، از آرشیو سازمان هواشناسی دریافت و با گزینش داده های بارش بیش از5 میلی متر، فراوانی زمانی آنها بررسی گردید. پس از گزینش نمونه های مورد بررسی، نمودارهای اسکیوتی روزهای بارش به همراه شاخص های ناپایداری ازقبیل CAPE، LI، TT، SI و KI تجزیه و تحلیل شدند. پردازش این داده ها در مقیاس سالانه بیانگر وقوع مکرر آنها است. حداکثر رخداد این بارش ها در بهار و حداقل آنها در تابستان است. در مقیاس ماهانه، بیشترین تعداد وقوع در ماه های می و آوریل می باشد. نتایج حاصل از ترسیم نمودار های اسکیوتی و محاسبه شاخص های ناپایداری نشان می دهد که نقش عامل همرفت در رخداد بارش های دوره گرم منطقه، بسیار ناچیز است(تنها در 20 درصد از بارش های منطقه تاثیرگذار است)، زیرا هنگامی می توان عامل همرفت را عامل اصلی بارش محسوب کرد که نه تنها میزان همرفت شدت کافی داشته باشد، بلکه ناپایداری لازم برای ایجاد بارش را نیز فراهم سازد. در مجموع، پس از بررسی 96 نمونه بارش دوره گرم سال مشخص شد که عامل همرفت، بیشترین نقش را در رخداد بارش ماههای ژوئن و می داشته است.

تحلیل شرایط همدیدی و ترمودینامیکی الگوهای گردش جوی در شناسایی عوامل موثر بر ایجاد بارش های سنگین بسیار حائز اهمیت می باشد. به منظور تبیین ساز و کار بارش های فراگیر تابستانه در نیمه شمالی کشور، تعیین الگوهای همدیدی و ترمودینامیکی حاکم بر وقوع بارش ها، از داده های بارش روزانه ایستگاه های همدید کشور و داده های رقومی مرکز ملی پیش بینی محیطی آمریکا برای دوره 20 ساله (2005-1986) استفاده شد. با استفاده از داده های رقومی ارتفاع ژئوپتانسیل، مؤلفه های مداری و نصف النهاری باد، سرعت قائم جو، رطوبت نسبی، فشار سطح دریا و دمای ترازهای مختلف؛ نقشه های ترکیبی ارتفاع ژئوپتانسیل، تاوائی نسبی و خطوط جریان ترسیم شدند و مورد تحلیل قرار گرفتند. با ترسیم نمودار اسکیوتی در محیط نرم افزار RAOB ، مشخصه های ترمودینامیکی بررسی شدند. در نهایت سه الگوی غالب سامانه های بارشی مشخص شد. الگوی اول؛ شکل گیری مراکز کم ارتفاع در دریای مدیترانه و انتقال به سمت شرق. نفوذ زبانه های پرفشار سیبری از سمت شمال شرق و نوار شمالی کشور که باعث انتقال رطوبت و ریزش هوای سرد عرض های بالاتر به نیمه شمالی کشور می شود. الگوی دوم؛ جابجایی و گسترش کم ارتفاع های عرض های بالا و نواحی قطبی به سمت شرق و کشیده شدن زبانه های آن به سمت جنوب و ایجاد سرد چال . الگوی سوم؛ شکل گیری سامانه ی اُمگایی (بلاکینگ) بین60-35 درجه عرض شمالی که سبب عقب نشینی پرفشار عربستان شده و از طرف دیگر کم ارتفاع غربی سامانه بندالی بارش های تابستانه مناطق شمالی کشور را به وجود می آورد. در عین حال، قرارگیری پرفشارهای نسبتاً قوی بر نواحی شمالی دریای خزر باعث انتقال رطوبت و فرارفت دمای سرد عرض های بالاتر به داخل کشور می شود. تحلیل نمودارهای ترمودینامیکی نشان داد انرژی پتانسیل قابل دسترس همرفتی نقش بسزائی در تسهیل و تقویت شرایط ناپایداری در سطوح پایین جو دارد و عامل تقویت و تشدید بارش می باشد.

مطالعه توفان تندر به عنوان یک پدیده مخاطره آمیز جوی با استفاده از شاخص های ناپایداری به دلیل کمبود ایستگاه های مشاهداتی در ایران کمتر مورد توجه قرارگرفته است. این پژوهش با استفاده از داده های بازتحلیل به ارزیابی توفان های تندری در ایران با دو شاخص CAPE و VWS می پردازد. ابتدا فراوانی، روند و ساعات وقوع توفان های تندری در ایران طی یک دوره 37ساله (1980 تا 2016) بررسی شد. سپس برای تحلیل توفان ها، از داده های بازتحلیل شبکه ای ERA-Interim متعلق به «مرکز اروپایی پیش بینی های جوی میان مدت» (ECMWF) استفاده شد. داده های ERA با استفاده از داده های مشاهداتی80 رخداد توفان در 14 ایستگاه جو بالای کشور با نرم افزار RAOB ارزیابی شد. پس از تأیید صحت داده های ERA، مقادیر دو شاخص CAPE و VWS مربوط به 4542 رخداد توفان تندری برای ساعت های صفر و 12 گرینویچ در 42 ایستگاه سینوپتیک به دست آمد. سپس برای تمایز محیط های رخداد توفان تندری بسیارشدید از شدید و ملایم، از تحلیل ممیزی استفاده شد. در نهایت، معادله خط تشخیص برای هرکدام از گروه های شدت توفان به دست آمد. نتایج نشان داد که روند توفان های تندری در ایران رو به افزایش است. بیشترین فراوانی رخداد مربوط به ماه می و ساعت 21:30 است. داده های ERA تخمین بسیار نزدیکی برای VWS ارائه می دهند؛ اما تخمین ها برای شاخص CAPE اندکی بیش از مقادیر مشاهداتی است. بیشترین میزان شاخص CAPE در استان های جنوبی و جنوب غرب سواحل خزر، و بیشترین مقادیر شاخص VWS در سواحل خلیج فارس مشاهده می شود. بین مقادیر میانگین CAPE و VWS در سه گروه شدت توفان، اختلاف معناداری وجود ندارد. نقش شاخص VWS در تعیین نوع توفان بیشتر بوده است.