مقاله شماره 3 (بخش اول):
شناسايي نقش الگوهاي پيوند از دور نيمکره شمالي بر دماي ايران
طيبه اکبري و سيد ابوالفضل مسعوديان
چکيده
گردشهاي جوي بسيار تغيير پذيرند . اين تغييرات منجر به پيدايش الگوهاي هوا و اشكالي از جريانهاي جوي مي شو ند كه در مقياسهاي زماني متفاوت رخ مي دهند. الگوهاي پيوند از دور معرف تغييرات كلاني است كه در الگوي امواج جوي و رودبادها رخ مي دهد و بر الگوي دما، بارش، مسير رگبارها و موقعيت و شدت رودبادها در قلمروهاي وسيع اثر مي گذارد. به همين دليل الگوها ي پيوند از دور موجب ناهنجاريهايي هستند كه همزمان در نواحي ظاهرًا خيلي دور از هم ديده مي شوند .تابحال در نيمکره شمالي ۱۴ الگوي پيوند از دور شناسايي شده اند . در اين نوشتار دو هدف اصلي دنبال مي شود. اول آنکه الگوهاي پيوند از دور نيمكره شمالي معرفي شوند و دوم اينکه رابطه بين تغييرات دماي ايران با الگوهاي پيوند از دور نيمكره شمالي شناسايي شود . در اين تحقيق با استفاده از روش تجزيه و تحليل رگرسيون رابطه دماي ايستگاههاي مورد بررسي با شاخصهاي پيوند از دور بدست آمد. با بررسي رابطه دماي ايران و شاخصهاي پيوند از دور نيمکره شمالي به نظر مي رسد هيچيک از الگوهاي پيوند از دور نيمکره شمالي توان تبيين درصد بزرگي از تغييرات دماي قلمرو وسيعي از ايران را در همه ماههاي سال ندارند بلکه برخي الگوها در برخي ماهها درصد نسبتًا کوچکي از تغييرات دماي بخشهايي از ايران را تبيين مي کنند. همچنين به نظر مي رسد که تغييرات دماي ايران در ماه آوريل و نوامبر مي تواند در ارتباط با اهميت الگوي هاي پيوند از دور نيمکره شمالي در طول سال باشد.
واژه هاي كليدي: پيوند از دور، تجزيه و تحليل رگرسيون، رابطه دما با الگوهاي پيوند از دور.
مقدمه
تغييرات گردش هاي جوي باعث پيدايش الگوهاي هوا و اشکالي از جريانهاي جوي مي شوند که در مقياسهاي زماني متفاوتي رخ مي دهند. الگوي پيوند از دور عبارتست از ناهنجاريهاي متناوب و بادوامي كه در فشار و گردشهاي جوي در مقياس كلان روي قلمروهاي جغرافيايي وسيع رخ مي دهد. همه الگوهاي پيوند از دور پديده هايي طبيعي هستند كه جزو سرشت آشوبمند جو و منبعث از پويايي دروني آن هستند. الگوهاي پيوند از دور معرف تغييرات كلاني است كه در الگوي امواج جوي و رودبادها رخ مي دهد و بر الگوي دما، بارش، مسير رگبارها و موقعيت و شدت رو دبادها در قلمروهاي وسيع اثر مي گذارد. به همين دليل الگوهاي پيوند از دور موجب ناهنجاريهايي هستند كه همزمان در نواحي ظاهرًا خيلي دور از هم ديده مي شوند بسياري از اين الگوها ماهيت سياره اي دارند و سراسر اقيانوسها و قاره ها را در بر مي گيرند. پژوهشگران سازمان جو و اقيانوس شناسي ايالات متحده در نيمكر ه شمالي ۱۳ الگوي پيوند از دور تشخيص داده اند كه در نواحي برون حاره و در طول سال فعال اند . بعضي از اين الگوها تنها در برخي از ماهها فعال اند و در ماههاي ديگر يا غيرفعال بوده و يا از فعاليت آنها كم مي شود. جدول 1. هر يك از الگوهای مذکور بر بخشهايي از اين سياره اثر مي گذارند.
این الگوها عبارتند از:
1- نوسان اطلس شمالي (North Atlantic Oscillation) یا NAO
2- الگوي شرق اطلس (East Atlantic Pattern) یا EAP
3- الگوي رودباد اطلس شرقي (East Atlantic Jet) یا EAJ
4- الگوي آرام غربي (West Pacific Pattern) یا WPP
5- الگوي آرام شرقي (East Pacific Pattern) یا EPP
6- الگوي آرام شمالي (North Pacific Pattern) یا NPP
7- الگوي آرام آمريكاي شمالي (Pacific North America) یا PNA
8- الگوي شرق اطلس و غرب روسيه (East Atlantic West Russia) یا EAWR
9- الگوي اسكانديناوي (Scandinavia) یا SCAND
10- الگوي قطبي اوراسيا (Polar Eurasia Pattern) یا PEP
11- الگوي حاره اي نيمكره شمالي (Tropical Northern Hemisphere) یا TNH
12- الگوي انتقالي آرام (Pacific Transition Pattern) یا PTP
13- الگوي تابستاني آسيا (Asia Summer Pattern) یا ASP
14- الگوي شمال –درياي خزر (North sea Caspian Pattern) یا NC
اين ۱۳ الگو به کمک يك تحليل مؤلفه مبناي دوران يافته که روي ميانگين ماهانه ناهنجاريهاي ارتفاع ژئوپتانسيل تراز ۷۰۰ هكتو پاسكال بين ژانويه سال ۱۹۶۴ تا ژوئيه سال ۱۹۹۴ سال سال عمل کرده ، شناسايي شده است افزون بر اين کوتيل و بنارچ نيز الگوي شمال ‐ درياي خزر را در نيمکره شمالي شناسايي و معرفي کرده اند. همانطور كه جدول ۱ نشان مي دهد الگوي نوسان در همه ماهها فعال است اما در NAO اطلس شمالي ماههاي مارس، آوريل، اكتبر و نوامبر از بيشترين اهميت برخوردار می باشد ، در حالي كه الگوي قطبي اوراسيا در ماههاي دسامبر، ژانويه و فوريه فعال است . از سوي ديگر در دسامبر الگوي قطبي اوراسيا مهمترين الگو و الگوي نوسان اطلس شمالي NAO در درجه دوم اهميت قرار دارد و الگوي آرام و آمريکاي شمالي PNA در درجه سوم اهميت مي باشد. در اين تحقيق به شناسايي رابطه هر يک از ۱۴ الگوي پيوند از دور نيمکره شمالي، با دماي ايران مي پردازيم . در زمينه ارتباط الگوهاي پيوند از دور و اقليم، پژوهشهاي گوناگوني انجام شده است. دانيل، لدرز و ديگران اثر الگوي پيوند از دور آرام ‐ آمريکاي شمالي PNA را روي دما و بارش ايالات متحده شناسايي کردند .نتايج نشان داد که بيشترين ارتباط بين شاخص PNA و دما در فصل زمستان است و ارتباط شاخص PNA و بارش نسبت به دما از اهميت کمتري برخوردار می باشد .قويترين ارتباط شاخص PNA و بارش به دليل وجود سامانه هاي همديد که کنترل کننده بارش هستند، در فصل زمستان و نزديک فصل بهار ديده شد .در اواخر فصل بهار تا نزديک فصل پاييز به دليل اهميت کم رخدادهاي بارش همرفتي در مقياس کوچک همبستگي ضعيف وگستردگي آن به حداقل خود مي رسد. کنراد رابطه رژيم دماي ايالات متحده را با شاخص هاي الگوي آرام ‐آمريکاي شمالي در مقياس ميان ماهانه بررسي کرد . وي در اين مطالعه از شاخصهاي PNA استاندارد شده که براي ۶ بازه زماني ۳۰-5 روز در يک دوره که متشکل از ۲۷ فصل زمستان بود استفاده کرد و سپس تغييرات دما در اين ۶ بازه زماني را محاسبه نموده ، وی با تشکيل ماتريسهاي همبستگي بين شاخصهاي PNA و مقادير دماي اندازه گيري شده در مقياس زماني ميان ماهانه نشان داد که تنها در نواحي جنوب شرق و شمال غرب ايالات متحده را بطه معنا داري بين شاخص هاي PNA و دما وجود دارد .در جنوب شرق ايالات متحده ، تغييرات دما به خصوص دماي حداقل در مقياس زماني کوتاه بطور قوي با شاخص PNA محاسبه شده در بازه زماني 30-۲۵ روز مرتبط است .بيشترين همبستگي شاخص PNA و تغييرات دما در بازه زماني 2۰-25 روز بدست آمده است . او نشان داد که رابطه دما و شاخص PNA درشمال غرب ايالات متحده به اندازه جنوب شرق قوي نيست.
رابرت و ديگران نيز نشان داده اند که در مقياس وسيع الگوي پيوند از دور انسو ENSO، و الگوي امريکاي شمالي –آرام PNA، تاثير مهمي بر دماي هوا و يخهاي درياي برينگ دارند .به عقيده آنها اين سيگنال از سوي جو و نه از سوي اقيانوس به سيستم وارد مي شود .آنها معنادار بودن همبستگي سري زماني دماي سطحي درياي برينگ SST، را با تاخير ۱۸ ماهه نسبت به شاخص نوسان اطلس جنوبي SOI، و آرام‐امريکاي شمالي PNA ارزيابی کرده و نشان دادند که سرماي درياي برينگ تابع نوسانات منفي شاخص نوسان اطلس جنوبي يعني رخدادهاي النينو بوده و سرد شدن دماي آب درياي برينگ نيز تابع نوسانات مثبت SOI است. همچنين مشخص شد که بيشينه همبستگي براي شاخص نوسان اطلس شمالي يک يا ۲ ماه نسبت به SOI، تأخير دارد.
به تازگي کوتيل و همکاران نيز با مطالعه داده هاي فشار تراز ۵۰۰ هکتوپاسکال يک الگوي پيوند از دور بنام الگوي درياي شمال‐ درياي خزر NCP، را در نيمکره شمالي شناسايي کرده اند که فازهاي مثبت آن با کاهش دما و افزايش بارش و فازهاي منفي آن با افزايش دما و کاهش بارش در بالکان و خاورميانه همراه است.
همچنين کوتيل و ديگران اثر الگوي پيوند از دور درياي شمال ‐درياي خزر NCP ، را بهمراه نوسان اطلس شمالي NAO و نوسان جنوبي SO، روي اقليم نواحي شرقي حوضه مديترانه بررسي کرده اند .در اين تحقيق بيشترين اثر الگوي NCP بر روي دما در نواحي بري آناتولي ديده شد بطوري که در اين محل تفاوتهاي فصلي دما در طي دو فاز منفي و مثبت اين الگو حدود 5/3 درجه سانتيگراد بود و اين تاثير به طرف جنوب کاهش مي يابد. آنها مشخص کردند که شاخص NCP از بين سه شاخص، تفاوتهاي افزايش وافت دما را بهتر نشان مي دهد و بعنوان الگوي اصلي پيوند از دور، اقليم بالکان، شبه جزيره آناتولي و خاورميانه را تحت تاثير قرار مي دهد.
مدرس پور تأثير رويداد انسو را بر بارش و دماي ايران بررسي کرده است . بدين ترتيب وضعيت اقليمي ايران در طي ۵ رويداد انسو که در فاصله سالهاي ۱۹۶۰‐ ۱۹۸۹ اتفاق افتاده است مورد بررسی قرار گرفته است . سپس ميانگين فصلي ۳۰ ساله و انحراف از ميانگين هر يک از پارامترها بطور مجزا تهيه شده و طرحهاي نابهنجاريهاي هر يک از پارامترها در فصول مختلف نشان داده شده است.
خسروي با بررسي رابطه بين درجه حرارت جنوب شرق ايران و پديده انسو نشان مي دهد كه همبستگي بين درجه حرارت سطوح فوقاني، مياني و پايين جو در منطقه جنوب شرق ايران در تمام فصول با پديده انسو قوي مي باشد و در فصل زمستان برخي از الگوهاي پيوند از دور نظير AO، NAO، SCAND، PNA نقش مهمي در ناهنجاريهاي درجه حرارت بازي مي كنند.