نتايج بررسي توزيع بي هنجاري بارش فصلي کشور در فازهاي متفاوت فعاليت انسو، نشان مي دهد که در هيچ يک از فازها، توزيع بارش فصلي از الگو و روندي خاص تبعيت نمي کند. مقايسه بي هنجاري هاي بارش فصلي کل کشور و شاخص نينوي اقيانوسي نيز حاکي از آن است که هم علامت و هم شدت بي هنجاري هاي بارش در هريک از فازها متفاوت بوده و در سال هاي النينو (يا لانيناي) بررسي شده، هم بي هنجاري بارش فصلي مثبت و هم بي هنجاري منفي بارش وجود دارد. مقادير ضرايب همبستگي ضعيف بين شاخص نينوي اقيانوسي و بارش فصلي 43 ايستگاه کشور در دوره سي ساله نيز نتايج فوق را تاييد مي کند. نتيجه مهم آنکه فقط با تعيين فاز انسو نمي توان بي هنجاري بارش فصلي، چه از نظر علامت و چه شدت، را پيش بيني کرد. علت احتمالي مي تواند مربوط به برهم کنش پيچيده و غير خطي اثر انسو با ديگر پديده هاي بزرگ مقياس جوي و اقيانوسي مانند نوسان اطلس شمالي، نوسان مادن-جولين و مانسون باشد.
در وضعیت لانینا پر فشارهای موجود در نیمکره غربی به ویژه در امتداد نیمروزان 90 درجه غربی قوی تر است که علت آن وجود جریانهای سرد کالیفرنیا، همبولت در شرق اقیانوس آرام است. در این شرایط کم فشار درون حاره ای ضعیف وپر فشار جنب حاره به سمت استوا سوق یافته و متقابلا در نیمکره مقابل پر فشارهای مذکور به دلیل تقویت نسبی کم فشار اخیر به سمت قطب کشیده می شوند و در خاورمیانه وایران وقوع خشکسالیها، فراوانی نسبتا بیشتری می یابد. البته این نکته را باید پذیرفت؛که برخی از مراحل شاخص پایین(ال نینوی سال 73-1972 ) در کشور ما مقارن با خشکسالی بوده است. در این مورد تغییرات در هم بافته الگو های جهانی و سینو پتیکی نیز موثر می باشد.
برای مثال می توان به موقعیت و ارتفاع تاوه قطبی ونیز جهت گیری محور تاوه وپشته بادهای غربی در آسیا نسبت به مناطق خاص مانند کوههای اورال یا شبه جزیره اسکاند یناوی اشاره کرد.
در این خصوص لغزش تاوه قطبی(فرضا رویداد ال نینو) به سمت شرق اورال باعث جریان شمال غربی در کشور و آغاز دوره خشک و انتقال آن به غرب اورال باعث جریان جنوب غربی و دوره مرطوب می شود؛که حالت اخیر فراوانی بیشتری دارد.
گردش چرخندی بزرگ مقیاس در بخش میانی و بالایی ورد سپهر و بخش پایینی پوش سپهر را تاوه قطبی می نامند.شدت و گسترش یا تجدید و تضعیف تاوه همراه با نوسانات پر فشار جنب حاره تعیین کننده شرایط اقلیمی عرضهای میانی محسوب می شود.در این مقاله الگوهای بارشی در کشوربر اساس داده های نقشه های ماهانه سطح زمین و تراز 500 هکتو پاسکال در شش ماه سرد سال(اکتبر تا مارس)طی دوره آماری 19 سالع(1989تا1971)بررسی گردید.نتایج حاصله بیانگر آن است که بارش های فرگیر در کشور با شدت فعالیت کم فشار ایسلند همراه بوده و با موقعیت پربند معرف تاوه قطبی در امتداد طولهای 50 و 40 درجه شرقی همبستگی منفی دارد.از سوی دیگر هر قدر ارتفاع ژئوپتانسیل پر بند مستقر در شمال تنگه هرمز در تراز 500 هکتو پاسکال ارتفاع کمتری داشته باشد پربند 584 دکامتر به عنوان مرز بیرونی پرفشار جنب حاره در امتداد طولهای 30 و40 درجه شرقی در عرضهای جنوبی تر استقرار یابد میزان بارش در کشور بیشتر و فراگیر خواهد بود.
افزایش بارش در کشور با حاکمیت پشته بر روی شرق و مرکز اروپا و شرق و مرکز دریای مدیترانه در تراز 500 هکتو پاسکال همراه است.
در اين پژوهش نوسانات پرفشار جنب حاره اي در سال هاي نمونه النينو و لانينا مورد بررسي قرار گرفته است. ابعاد مطالعه به بررسي نوسانات و تغييرات كمربند پرفشار جنب حاره اي و سلول هاي پرفشار و كم فشار كه آب و هواي ايران را تحت تاثير قرار مي دهند, محدود مي شود. بنابراين در ابتدا به صورت آماري ارتباط رژيم بارش نيمه جنوبي كشور با شاخص نوسان جنوبي مطالعه شده و سپس به بررسي و تفسير نقشه هاي سينوپتيكي تراز 1000 و 500 هكتوپاسكال در سال هاي نمونه النينو و لانينا پرداخته شده است. نتايج اين پژوهش نشان دهنده ارتباط نسبتا" قوي بين بارش سالانه ايستگاه هاي منتخب و شاخص نوسان جنوبي ( ) است به گونه اي كه در بيشتر ايستگاه ها, در زمان وقوع پديده النينو ميزان بارش سالانه بيش از ميانگين 34 ساله ( 2003-1970) بوده است و در زمان وقوع پديده لانينا ميزان بارش سالانه كمتر از ميانگين بوده است. بررسي سينوپتيكي نقشه ها نشان مي دهد كه در سال هاي النينو زماني كه شاخص نوسان جنوبي كاهش مي يابد, سلول پرفشار آزورز قوي شده و به طرف شمال و شرق و جابه جا مي شود. همزمان از ميزان فشار سلول پرفشار اقيانوس آرام كاسته شده و نيز سلول پرفشار جنب حاره عربستان تضعيف گرديده و به طرف جنوب و شرق كشيده مي شود و به همين دليل شرايط مناسبي براي افزايش بارش در ايران و روي منطقه مورد مطالعه فراهم مي گردد. همچنين در سال هاي همراه با لانيناي قوي, سلول پرفشار آزورز نسبت به حالت نرمال تغيير محسوسي نداشته و سلول پرارتفاع جنب حاره عربستان تقويت مي گردد و به طرف شمال و غرب جابه جا مي شود.
يكي از عوامل موثر بر روي استراتوسفر، نوسان QBO مي باشد. QBO يك الگوي ﺑﺎد ﻏﺮﺑﻲ و ﺷﺮﻗﻲ در استراتوسفر حاره اي ست ﻛـﻪ ﺣﺎﻟﺖ ﺟﺎﻳﮕﺰﻳﻦ ﺷﻮﻧﺪه دارﻧﺪ و از ارﺗﻔﺎﻋﻲ ﺑﺎﻻﺗﺮ از 30 ﻛﻴﻠﻮﻣﺘﺮي ﻣﻨﺸﺄ گرفته، ﺳﺮﺗﺎﺳﺮ ﻻﻳﻪاستراتوسفر ﺣﺎره اي را در زﻳﺮ 35 ﻛﻴﻠﻮﻣﺘﺮي ﺑﺎ ﺳﺮﻋﺖ ﻣﺘﻮﺳﻄﻲ ﺣـﺪود 1 ﻛـﻴـﻠـﻮﻣـﺘـﺮ در ﻣـﺎه در طول يك دوره تقريبا 28 ماهه ﺑـﻪ ﺳـﻤـﺖ ﭘـﺎﻳـﻴـﻦ در ﻣﻲ َﻧﻮردﻧﺪ. اين موضوع مي تواند يك تاثير مستقيم بر شدت ورتكس قطبي را در خود داشته باشد. فاز شرقي (منفي) در يك وضعيت ضعيف ورتكس قطبي استراتوسفري شركت داشته، در حالي كه فاز غربي (مثبت) سبب افزايش شدت ورتكس استراتوسفري مي شود. زمانبندي و موقعيت موج QBO دقيق نبوده و زمانبدي نزول موج در سراسر زمستان بحراني مي باشد.
در زمستان ١٣٩٣، ما در يك فاز شرقى QBO خواهيم بود. اين وضعيت اثر ويژه اي بر افزايش دماي استراتوسفر قطبي دارد. استراتوسفر گرمتر به طور معمول منجر به ضعف ورتكس قطبي استراتوسفري زيرين شده و يك الگوي آب و هوايي اطلسي با بلاكينگ عرض جغرافيايي بالا بيشتر مى باشد و اين حالت باعث گرمايش كشور مى شود.
تحلیل چند متغیره ارتباط میزان بارش فصلی ایران و شاخص های اقلیمی
در این مقاله به بررسی ارتباط بین میزان بارش در فصول پاییز، زمستان و بهار با شاخص های اقلیمی از طریق تحلیل رگرسیونی پرداخته شده است. شاخص های اقلیمی نوسان جنوبی ( (SOI، نوسان قطبی (AO) و نوسان اطلس شمالی ( (NAO، شاخص نینو ۴/۳(NINO۳/۴)، شاخص چند متغیره انسو ( (MEI، شاخص انتقالی نینو (TNI) و نوسان دهه ای اقیانوس آرام(PDO) در این بررسی به عنوان متغیر مستقل مورد مطالعه قرار گرفته است. در این پژوهش از داده های بارش ماهیانه ۲۵ ایستگاه سینوپتیکی که دارای طولانی ترین و کامل ترین دوره آماری اند (دوره آماری ۱۹۵۱ تا ۲۰۰۳) و توان پوشش اکثر مناطق بارشی کشور را دارند استفاده شده است. نتایج بدست آمده از تحلیل رگرسیونی نشان می دهد که بین میزان بارش و شاخص های اقلیمی مذکور در فصل بهار ارتباط بسیار ضعیفی وجود داشته است. در این مطالعه همچنین مشخص گردید که از میان شاخص های اقلیمی مرتبط با انسو، شاخص نینو ۴/۳بیشترین ارتباط را با میزان بارش پاییزه و زمستانه ایران دارد و شاخص نوسان جنوبی و شاخص چند متغیره انسو در رتبه های بعدی قرار گرفته اند. بین شاخص های انتقالی انسو و نوسان دهه ای اقیانوس آرام و میزان بارش رابطه ای مشاهده می شود. ضریب ارتباط میزان بارش های فصل پاییز و زمستان با شاخص نینو۴/۳ و چند متغیره انسو مثبت و با شاخص نوسان جنوبی منفی است.به علاوه نتایج حاصل از این تحلیل مشخص ساخت که نوسان قطبی و نوسان اطلس شمالی با میزان بارش زمستانه ارتباط بیشتری نسبت به بارش پاییزه دارند. ضریب شاخص های نوسان قطبی و نوسان اطلس شمالی منفی می باشد که نشان دهنده رابطه معکوس بین میزان بارش فصول زمستان و پاییز و شاخص مذکور می باشد.
نوسان هاي مادن جوليان يکي از پديده هاي جوي حاره اي مي باشد که با دوره هاي فعال همرفتي در پهنه هاي گرمسيري نيمکره شرقي در پيوند مي باشد. همزمان با فاز فعال اين پديده کارکردهاي همرفتي در سراسر پهنه هاي گرمسيري شرق اقيانوس هند و غرب اقيانوس آرام افزايش مي يابد. فازهايي از اين پديده که بارش هاي همرفتي آن در پهنه هايي رخ مي دهد که با فازهاي 3، 4، 5 و 6 مشخص مي گردد، فاز مثبت و فازهايي که بارش هاي آن در پهنه هاي چيرگي فاز 1، 2، 7 و 8 رخ مي دهد، فاز منفي ناميده شد. پيوند ميان نمايه MJO و بارش هاي نوامبر تا آوريل در 7 ايستگاه که در استان هاي سيستان بلوچستان و فارس جاي گرفته اند، در دوره زماني 2005-1979 براي آگاهي از نشان فازهاي اين پديده بر اندازه بارش و تواتر رخداد دوره هاي خشک و تر در مقياس زماني روزانه ارزيابي گرديد. يافته هاي آماري نشان داد که اندازه بارش همزمان با چيرگي فاز منفي به گونه معني داري از مقادير بارش همزمان با چيرگي فاز مثبت بيشتر مي باشد. در بيشتر ايستگاه ها، همزمان با چيرگي فازهاي منفي MJO احتمال رخداد دوره هاي تر در فاز 2 کمتر از فازهاي 1، 7 و 8 مي باشد. همچنين همزمان با چيرگي فاز مثبت MJO احتمال رخداد دوره هاي خشک در فاز 4 و 5 به ترتيب در استان هاي فارس و سيستان بلوچستان، بيشتر از فازهاي 3 و 6 مي باشد.
تحليل و بررسي نقش الگوهاي پيوند از دور جوي بر بارش استان اصفهان
يكي از روش هاي پيش بيني آب و هوايي، استفاده از علامت ها و پديده هاي مشخصي از قبيل تغييرات دوره اي فشار تراز دريا، تغييرات دوره اي دماي سطح دريا است كه از آنها با نام سيگنال هاي بزرگ مقياس اقليمي ياد مي شود. اين سيگنال ها براساس فشار تراز دريا، گراديان فشار سطح دريا، دماي سطح دريا، گراديان دماي سطح دريا و ديگر پارامترهاي هواشناسي بدست مي آيند. بارش پديده اي بسيار پيچيده و نامنظم است كه رفتار آن تحت تأثير پارامترهاي بسيار زيادي است. تغييرات گردشهاي جوي باعث پيدايش الگوهاي هوا و اشكالي از جريانهاي جوي مي شوند كه در مقياسهاي زماني متفاوتي رخ مي دهند. الگوي پيوند از دور عبارتست از ناهنجاري هاي متناوب و بادوامي كه در فشار و گردشهاي جوي در مقياس كلان روي قلمروهاي جغرافيايي وسيع رخ مي دهند. هدف اين پژوهش شناسايي ارتباط بين الگوهاي پيوند از دور جوي- اقيانوسي با بارش استان اصفهان به كمك تحليل هاي چند متغيره است. براي انجام اين پژوهش، داده هاي ماهانه ي بارش 16 ايستگاه همديد و اقليمي در استان طي بازه ي زماني 1961- 2009 از سازمان هواشناسي استخراج شد. طي بازه ي زماني ياد شده، داده هاي ماهانه ي مربوط به 12 شاخص پيوند از دور نيز از مركز ملي اقيانوس و جوشناسي ايالات متحده امريكا(NCEP/NCAR) گرفته شد. نتايج اين پژوهش نشان داد كه ارتباط معناداري بين بارش با الگوهاي پيوند از دور در سطح اطمينان 95/0 وجود دارد. طي ماههاي مختلف سال الگوهاي پيوند از دور مختلفي بر بارش استان تأثير دارند. بيشترين ارتباط بين الگوهاي پيوند از دور و بارش استان مربوط به دو فصل زمستان و پاييز است. در ماه ژانويه شاخص قطبي- اوراسيا(POL) و در ماه مارس الگوي اسكانديناوي (SCA) نسبت به ديگر شاخص هاي پيوند از دور بيشترين تأثير را بر روي رفتار بارش استان دارند. شاخص قطبي-اوراسيا(POL) ارتباط معكوسي با بارش استان دارد درحاليكه ارتباط بارش با الگوي اسكانديناوي (SCA) مستقيم است. در ماه اكتبر دو شاخص الگوي اسكانديناوي(SCA) و شاخص چند متغيره انسو(MEI)، در ماه نوامبر شاخص نوسان اطلس شمالي(NAO) و در ماه دسامبر شاخص شرق اطلس- غرب روسيه(EAWR) بيشترين نقش را بر تغييرات و نوسانات بارش استان دارند. ارتباط بارش اصفهان با الگوهاي فشار تراز دريا، ارتفاع ژئوپتانسيل تراز مياني جو(500 هكتوپاسكال) و جريان باد در ترازهاي مختلف جو معنادار است.
ارتباط الگوهاي پيوند از دور با دما و بارش استان كردستان
هدف از اين پژوهش ارتباط الگوهاي پيوند از دور با دما وبارش استان كردستان است. در اين پژوهش با بهره گيري از روش زمين آماري كريكينگ وداده هاي 188 ايستگاه بارش و 26 ايستگاه دما، براي هر روز يك نقشه رقومي با ياخته هاي 6×6 كيلومتر ايجاد شد. سپس داده هاي روزانه مربوط به811 ياخته كه كل استان را پوشش مي دادند از نقشه ها استخراج شد. براي شناسايي ارتباط بين دو سنجه ي جوي بارش و دما با الگوهاي پيوند از دور از رگرسيون خطي استفاده شد. ابتدا سري زماني ماهانه ي دما و بارش طي بازه ي زماني 1/1961 تا 12/2010(588ماه) براي هر ياخته و هر ماه جداگانه بدست آمد. براي برخي الگوها كه داده هاي ماهانه براي برخي سالها در دسترس نبود با بهره گيري از نرم افزار گرادس و مت لب مقادير ماهانه ي شاخص محاسبه شد. ارتباط دما و بارش هر كدام از ياخته ها با هر كدام از الگوهاي پيوند از دور در سطح اطمينان 95 درصد مورد آزمون قرار گرفت. براي ياخته هايي كه ارتباط معنادار با الگوهاي مورد نظر نشان مي دادند، مقادير و شيب نرخ تغييرات(ضريب تعيين) در نرم افزار مت لب بدست آمد. بطور كلي يافته هاي اين پژوهش نشان داد كه به لحاظ آماري در سطح اطمينان 95 درصد ارتباط معناداري بين بارش و دماي استان كردستان با الگوهاي پيوند از دور مورد مطالعه وجود دارد. نقش الگوهاي پيوند از دور مورد مطالعه بر وردايي و تغييرات بارش و دماي استان كردستان به يك اندازه نيست. در بين الگوهاي پيوند دور نقش الگوي پيوند از دور نوسان جنوبي(SOI) بر تغييرات بارش نسبت به ساير الگوها بيشتر است. نقش اين الگوي پيوند از دور بر بارش در فصل پاييز بسيار چشم گير و قابل ملاحظه است. در فصل پاييز علاوه بر شاخص نوسان جنوبي(SOI)، شاخص هاي نوسان اطلس شمالي(NAO)، درياي شمال-خزر(NCP)، اسكانديناوي(SCA)، الگوي شرق مديترانه(EMPI) و شرق اقيانوس اطلس-غرب روسيه(EAWR) نيز ارتباط معناداري در گستره ي زيادي از استان با بارش نشان مي دهند. به جز الگوي شرق مديترانه(EMPI) ساير شاخص ها ارتباط مستقيمي با بارش استان كردستان نشان مي دهند. بطور كلي مي توان گفت كه افزايش فشار تراز دريا و ارتفاع ژئوپتانسيل در تراز 500 هكتوپاسكال بر روي غرب اروپا و افت فشار تراز دريا بر روي مديترانه ي شرقي، درياي خزر و شمال درياي خزر منجر به افزايش بارش در استان كردستان مي شود.
الگوهاي مختلف گردش جوي شرايط آب و هوايي متفاوتي را باعث مي شوند. تغيير در فراواني وقوع الگوهاي گردش جوي و تيپ هاي هوا منجر به تغيير الگوي بارش مي شود. از اين رو مطالعه و بررسي الگوهاي گردش جوي مي تواند به عنوان معياري براي بررسي تغييرات الگوي بارش به كار گرفته شود. تغييرپذيري بارش يکي از مهمترين عوامل آب و هوايي است كه سيستم هاي طبيعي و اقتصادي را كنترل مي كند. اين موضوع به ويژه در مناطقي نظير ايران كه در منطقه خشك و نيمه خشك واقع شده، چشمگيرتر است. در تحقيق حاضر رابطه فراواني الگوهاي هوا با شاخص ENSO مورد تحليل قرار گرفته است. به منظور طبقه بندي الگوهاي گردشي، داده هاي روزانه مربوط به تراز 500 هكتوپاسكال و فشار تراز دريا در فصل زمستان طي دوره آماري 1961-2003 از مركز داده هاي NCEP تهيه گرديد. براي طبقه بندي الگوهاي هواي روزانه، از روش تحليل عاملي و خوشه بندي استفاده شد و در نهايت هشت الگوي گردشي اصلي در فصل زمستان براي ايران شناسايي شد. به منظور شناسايي ارتباط بين فراواني انواع الگوهاي گردشي هوا با فازهاي گرم، خنثي و سرد ENSO، داده هاي ماهانه شاخص فوق نيز از مجموعه داده هاي بازسازي شده NCEP استخراج گرديد و فراواني هر يک از الگوهاي گردشي هوا طي فازهاي گرم، سرد و خنثي محاسبه شد. نتايج حاصل از اين پردازش نشان داد كه الگوهاي هواي كم فشار مديترانه، كم فشار جنب قطبي، پرفشار شرقي، پرفشار شمالي، پرفشار اروپاي شرقي و تلفيق سامانه پرفشار سيبري با پرفشار اروپايي در فاز النينو از فراواني بيشتري برخوردارند. در حالي كه الگوهاي هواي پرفشار سيبري و پرفشار مركزي در دوره هاي لانينا بيشتر است.
الگوی سینوپتیکی آسیا و خاورمیانه
توزیع بارش در خاورمیانه بخصوص ایران،از الگوهای سینوپتیکی مختلفی متأثر است که مهمترین آنها عبارتند از:پرفشار آزور،پرفشارسیبری،کمفشار سودانی،کمفشار مدیترانه و کمفشارهای حرارتی. همچنین،برخی الگوهای دیگر مانند کمفشار ایسلند و ایندوسترالیا و پرفشار اقیانوس آرام جنوبی که به طور غیرمستقیم بر روی کشور ایران و خاورمیانه تأثیر میگذارند. در ذیل توضیح مختصری راجع به الگوهای سینوپتیکی قابل ملاحظه و مؤثر بر منطقه ارائه میشود.
پرفشار سیبری:برخلاف پرفشارهای جنبحارهای،پرفشارهای مناطق جنب قطبی مانند پرفشار سیبری از نوع سرد بوده و به دلیل فرونشینی هوا و سرمایش سطحی ناشی از تشعشع طول موج بلند،به وجود میآیند.
پرفشار مذکور بهعنوان قویترین پرفشار جهان شناخته شده و ماهیت آن عمدتا حرارتیست . این الگو در شرق ایران و کشورهای مشترک المنافع ،از اواسط پاییز،تا اوایل بهار تشکیل میشود. این الگو عموما با پایداری هوا و کاهش نزولات جوی همراه است.
اين پرفشار با حركت واچرخندى خود هواى سرد و خشك عرض هاى شمالى را به سمت ايران پمپاژ مى كند
اين پرفشار بهنگام فاز مثبت NAO قوى تر و پايينتر از حد نرمال مى باشد .
پرفشار آزور:این الگو در منطقهء جنب حاره و در حوالی 20 تا 50 درجه غربی و 20 تا 40 درجه شمالی،در نزدیکی مجمع الجزایر موسوم به آزور تشکیل میشود.این ف در حالت مانع جلو وزش بادهای غربی را میگیرد و در تابستان در سراسر دریای مدیترانه به صورت شرقی-غربی درمیآید و مانع چرخندایی شده،موجب هدایت سیستمهای غربی به سمت اروپای مرکزی میگردد.مطالعات انجام شده،ارتباط بین رژیم بارش ایران و تغییرات مکانی و زمانی پرفشار را نشان دادهاند.
تغییر الگوی فشاری پرفشار آزور به شکستهشدن ناوه عمیق مستقر در مدیترانه منجر میگردد.این عامل میتواند توزیع زمانی و مکانی بارندگی را در کشورهای مختلف از جمله ایران تغییر دهد .
بدين سان كه تضعيف پرفشار آزور و كمفشار ايسلند مى تواند باعث كاهش فشار سطح درياى سرخ و مديترانه شده و باعث تضعيف جريانات مدارى و پشته اى ( بلاك ) و تقويت فرود مديترانه و افزايش بارشهاى سرتاسرى كشور شود.
در زمستان هاى گرم تاوه قطبى ضعيف و AO در فاز منفى است اين وضعيت همراه است با هواى سردتر در قطب شمال و هواى گرمتر در ايران
پس با اين تفاسير زمستان امسال گرم خواهد بود حال سوال اينجاست گرم و مرطوب يا گرم و خشك؟