تأثیر نابهنجاری‌های ماهانه الگوهای گردشی جو در رخداد دوره‌های خشک وتردر غرب و شمال غرب ایران

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 عضوهیأت علمی پژوهشکده هواشناسی، استادیار گروه شیمی جو و آلودگی هوا

2 کارشناس ارشد هواشناسی، مرکز تحقیقات اداره کل هواشناسی کردستان

3 عضوهیأت علمی پژوهشکده هواشناسی، دانشیار گروه آبشناسی

چکیده

طی سال‌های اخیر، رخداد دوره‌های خشک و طولانی در مناطق مختلف کشور، بویژه منطقه غرب و شمال غرب، سبب تنش‌هایی در بخش‌های مختلف از جمله منابع آب شده و خسارات قابل توجهی را به بخش کشاورزی و منابع طبیعی وارد نموده است. لذا مطالعه عوامل مؤثر بر رخداد دوره‌های خشک و تر، از جمله نابهنجاری‌های ماهانه الگوهای همدیدی از اهمیت زیادی می‌تواند برخوردار باشد. بر این اساس در این تحقیق جهت بررسی تأثیر الگوهای گردشی جو بر دوره‌های خشک وتر ماه‌های سرد سال در غرب و شمال غرب ایران، داده‌های بارش بارندگی ده ایستگاه همدیدی در یک دوره 30 ساله(2010-1981) برای ماه‌های اکتبر تا آوریل استفاده شد. آنگاه ماه‌های خشک و تر، بر اساس شاخص نمره استاندارد(Z) تعیین گردید، سپس در طول دوره 30 ساله، ماه‌هایی که میانگین نمایهZ  دارای مقادیر بیشینه و یا کمینه بود نقشه‌های همدیدی آنها در سه تراز، فشار سطح دریا (SLP)، 850 و 500 هکتوپاسکالی بررسی و تحلیل شد، در نهایت الگوهای ماهانه و نابهنجاری‌های میدان فشار تراز سطح دریا و میدان ارتفاع ژئوپتانسیل تراز 500 هکتوپاسکال(H500) تعیین گردید. نتایج حاصل نشان داد که: 1- تقویت پرفشار بر روی اروپا وتعمیق ناوه در روی مدیترانه، افزایش بارندگی در غرب و شمال غرب ایران را به دنبال دارد. 2- تقویت پرارتفاع در نواحی مرکزی و شرقی ایران و کج شدن ناوه موج غربی به حالت شمال شرقی- جنوب غربی، سبب افزایش بارش در غرب و شمال غرب ایران می‌گردد. 3- تقویت کم فشار در روی مدیترانه و سودان و ادغام آنها و تقویت پرفشار در روی اروپا با افزایش بارش در منطقه مورد مطالعه همراه خواهد بود. 4- افزایش نابهنجاری مثبت SLP و H500 از شمال دریای سرخ و روی نیمه شرقی مدیترانه تا شمال اروپا همراه با نابهنجاری‌های منفی در نیمه غربی مدیترانه سبب دوره‌های خشک شدید می‌شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Influence of Monthly Atmospheric Circulation Patterns Anomalies on with Wet/Dry conditions in the West and Northwest of IRAN

نویسندگان [English]

  • A. Ranjbar SaadatAbadi 1
  • A. Panahi 2
  • E. Fatahi 3
چکیده [English]

Introduction

 In the recent years, the West and Northwest regions of Iran, have faced severe and elongated drought problems due to pressure pattern anomalies. The rainy season in the West and North West (WNW) regions normally lasts from October to April. In the summer months, rainfall is a small occurrence in the region due to the predominance of the quasi-permanent subtropical high system.

The relationship between precipitation totals and pressure patterns in the regions close to Iran has been recently published. According to a very recent study (Kutiel et al. 2001), the relationship between regional sea-level pressure (SLP) patterns and dry or wet monthly precipitation conditions over Turkey is significant in winter and non-existent in summer. Pressure patterns associated with dry conditions usually show positive SLP departures, and vice versa. There is a strong relationship between pressure patterns associated with wet air. Similar atmospheric variations and relationships have been found for precipitation over the eastern Mediterranean Basin and Greece, especially during winter. In a study done by Maheras et al. 1999, Xoplaki et al. 2000, the influence of the large-scale winter mid-tropospheric circulation on Greek precipitation were investigated. They concluded that the spatial distribution of winter precipitation over Greece was related to the eastern North Atlantic-European mid-tropospheric circulation fields.

Materials and methods

Rainfall data including monthly totals for the period from 1981 to 2010 (thirty years) in ten stations across the West and Northwest of Iran, were studied (Table 1). It consists of monthly precipitation totals (mm) for October to April in the 30-year period from the meteorological synoptic stations. Also, the grid point data (Sea level Pressure and 500mb) were extracted from the National Center for Environmental Prediction and National Center for Atmospheric Research (NCEP-NCAR) reanalysis dataset. The grid data with 2.5°×2.5° resolution was selected for the area between 20°W -110°E and 10-80°N for seven months (October-April) over a 30-year period (1981-2010).

Based on standard score criterion (Z), dry and wet conditions in each month were defined independently for each station (Table 3). For each month the data were standardized as follows:

 

 

where: Pi is the monthly rainfall in the year i; P is the long-term(30 years) monthly rainfall average and SD is its standard deviation. Furthermore, for each month and each year, monthly mean standard score (Z) was calculated for the region (Table 4). Then, the synoptical maps of every months having higher (lower) Z profile than the monthly average were investigated and analyzed SLP and 500hPa anomalies as a dry or wet criterion month. Although in this regarding, the monthly mean SLP, 850 and 500hPa geopotential heights (but not presented here) and their anomalies were investigated for a dry or wet criterion month, but in this paper were emphasized on monthly mean SLP and 500hPa anomalies for extreme dry/wet conditions. 

 

Results and Conclusion

The data presented in Table 5 are used for selection of the months with extreme precipitation regimes over the WNW area. The SLP and 500 geopotential height composite anomalies are determined for the dry and wet periods (Figures 2-8). Each of these patterns (Figures 2-8) for only two months with extremely high or low Z determined according Table 5 strengthening high pressure on Europe and deepening trough on Mediterranean follows rainfall increase of west and northwest regions in Iran.  High height strengthening in central and eastern regions of Iran and tilting western waves in a northeast to southwest axis, cause rainfall increase in Iran's west and north west regions. Strengthening Sudanese and Mediterranean low pressure, their integration and strengthening high pressure in Europe cause rainfall increase of the region under study. Through strengthening each of Siberian and north Atlantic high pressures in a way affecting the under study region, follows rainfall decrease there.

The derived results indicate a decreasing trend for Z index in October-March months through a long term consideration (1981-2010), that confirms expansion of drought over the study area. We have different abnormalities in the pressure cells of sea level (SLP) and 500hPa level through dry and wet periods as following 3 forms:

1. Zonal abnormality extension mostly results in the extreme dry and wet spells over the region. In this condition the abnormalities of pressure and height are mostly extended zonal and based on the position of negative/positive abnormalities. The extreme drought and wet spells usually are occurred. Establishment of the negative/(positive) abnormalities over a zone between 25ºN-45ºN/(20ºN-45ºN) associated with positive/ (negative) abnormalities caused severe dry periods (Jan 1987/(Feb 2002) for example) in the region. Occurrence of the positive/(negative) pressure abnormalities over a zone between  45ºN-75ºN as well as 10ºE-100ºE/(20ºN-45ºN (Apr 2002 and Oct 1987 for example)) caused severe wet periods over the region.

2. Meridional abnormality extension also results in extreme dry and wet periods over the region, as following:

 - increase of positive/(negative) pressure and height abnormalities from north side of the Red Sea, eastern parts of the Mediterranean, Iran up to north of Europe/(western parts of the Mediterranean, some parts of northern Atlantic cause the sever dry periods.

- establishment of negative/ (positive) abnormalities from northeast of Africa and eastern side of the Mediterranean up to Iran and a zone around 80ºN / (over the west of the mentioned zones) caused extreme rainfalls in the region (December 1991 and March 1998 for example).

3. But we found another situation which shows that the extension of abnormalities is not similar to the both aforementioned status. In this situation the extension of abnormalities is Zonal-Meridional (a composite status). In this composite status the pressure-height abnormalities are not sufficiently extended and correlated, as this situation results in the weak dry/wet periods or normal conditions. In this situation mostly the positive/ (negative) abnormalities are established over eastern side of the Mediterranean Sea, in turn, increase occurrence of the weak dry/ (wet) or normal periods.

Regarding the high resolution in the seasonal forecasting of pressure cells in contrast to the precipitation forecasting- the results obtained from this investigation have a potential to enhance the quality of the seasonal forecasting.

 

 

کلیدواژه‌ها [English]

  • The abnormalities of pressure and height
  • Dry month
  • Wet month
  • The West and North West

مقدمه

الگوهای گردش جوی نقش اصلی را در رخداد پدیده‌های محیطی دارند. برخی از الگوهای گردش جوی باعث ایجاد دوره‌های مرطوب و برخی دیگر باعث ایجاد دوره‌های خشک و کم آبی می‌شوند. بنا براین از آنجایی که رخداد پدیده‌های خشکسالی و تر سالی ریشه در گردش عمومی جو دارد با شناخت الگوهای گردش جوی، امکان بررسی این پدیده‌ها قبل از وقوع و نیز ارزیابی اثرات آن تا حدودی فراهم می‌شود (فتاحی و رحیم زاده، 1388). بابو و همکاران (Babu et al., 2011) بر اساس داده‌های ماهواره‌ای و داده‌های NCEP[1] اقلیم‌شناسی بارش خاورمیانه و تغییرات زمانی و مکانی آن را، طی دوره 2009-1997 مطالعه کرده و نتیجه گرفتندکه نواحی شمالی خاورمیانه طی ماه‌های نوامبر تا دسامبر روزانه بیش از 3 میلیمتر بارش دریافت کرده و بارش این مناطق از پایداری بیشتری برخوردار بوده در حالی‌که بارش در نواحی مرکزی و جنوبی خاور میانه بعلت فعالیت سامانه‌های کم فشار و مونسون تغییرپذیری زیادی دارد. خوش اخلاق و همکاران (1391) الگوهای سینوپتیک خشکسالی و تر سالی زمستانه در جنوب غرب ایران بررسی کرده و نتیجه گرفتند که فراوانی دوره‌های خشکسالی در منطقه بیش از دوره‌های تر سالی است و موقعیت مکانی محور ناوه دریای مدیترانه در تغییرات بارش جنوب غرب ایران نقش بسزایی دارد. پژوهش‌های انجام شده نشان می‌دهدکه پدیده‌های سیل و خشکسالی متأثر از الگوهای گردش جوی است(پروین، 1390،Corte-Real et al., 1998 Bardossy et al., 1990 ، Bogardi et al, 1994). تریگو و همکاران (Trigo et al, 2000) کاهش فراوانی تیپ‌های هوای بارانزا و افزایش فراوانی تیپ‌های هوای خشکی‌زا را عامل اصلی کاهش بارش در پرتغال در نیمه دوم قرن بیستم می‌دانند. با شناسایی الگوهای گردش جو می‌توان تغییرات، فراوانی، شدت و توزیع مکانی متغیرهای اقلیمی مانند بارش را بررسی و دلایل فیزیکی آنرا بیان نمود(Santos et al, 2005). علیجانی (2002) الگوهای ارتفاعی تراز 500 هکتوپاسکال دو ناوه خزر و سوریه را مطالعه کرد و نتیجه گرفت  که ناوه سوریه و مدیترانه مهمترین نقش را در بارش غرب کشور دارا می‌باشند. مطالعات زیادی از جمله کیلی و همکاران (Kelley et al., 2012) و هوئرلینگ و همکاران (Hoerling et al., 2012) بر اساس مدل‌های اقلیمی برای منطقه مدیترانه در خصوص اقلیم شناسی بارش، چرخه فصلی و تغییرات بارش، روند خشکسالی‌ها و واداشت‌های خارجی مؤثر بر آنها در نواحی شرقی انجام شده است که نتایج آنها بیانگر افزایش بسامد خشکسالی و افزایش دوره‌های خشک در نواحی شرقی مدیترانه می‌باشد.[2]

وجود نوسان‌های شدید در مقدار بارش ایستگاه‌های غرب و شمال غرب ایران از واقعیت‌های منطقه است و نوسان پارامتر بارش در مقیاس ماهانه از مقاطع فصلی و سالانه بیشتراست (قویدل رحیمی 1381). دوره‌های خشک و تر بر اثر تغییر در فراوانی و تأثیر گذاری الگوهای گردش جوی در یک منطقه ایجاد می‌شوند. بسیاری از پژوهش‌های انجام شده نشان می‌دهند که برخی از الگوها موجب ایجاد سیلاب‌های شدید و برخی دیگر با ایجاد دوره‌های خشک و کم آب در ارتباط می‌باشند. از این رو می‌توان با شناسایی الگوهای اصلی و مهم گردش جوی در هر منطقه و ارتباط آنها با متغیرهای آب و هواشناسی مقدار احتمال و یا عدم احتمال بارش در ارتباط با هریک از الگوهای شناخته شده را محاسبه و به صورت کمی بیان نمود. با استفاده از مقدار احتمال بارش‌زایی و یا خشکی‌زایی الگوهای گردش جوی در مدل‌های ریاضی-آماری می‌توان احتمال وقوع خشکسالی و یا ترسالی در هر  منطقه را شناسایی و مدیریت ها را بهبود بخشید. با استفاده از این نمایه می‌توان دوره‌های خشک و تر روی داده در ایستگاه‌های مختلف یک منطقه را به الگوهای گردش جوی ارتباط داده و الگوهای خشکی زا و بارش زا را شناسایی و برای پیش‌آگاهی از وضعیت خشکسالی‌ها و تر سالی‌ها از آنها استفاده نمود.( رضیی،1386)

بسیاری از دانشمندان معتقدند با تکیه بر عنصر بارش می­توان اقدام به تعیین و تفکیک دوره‌های مرطوب و خشک در مقیاس زمانی مختلف نمود.کریچاک و همکاران  (Krichak et al., 2000) در بررسی ارتباط الگوهای همدیدی با شرایط  خشک و تر در شرق مدیترانه برای ماه‌های اکتبر تا مارس، دریافتند که این دوره‌ها با الگوهای بی‌هنجاریSLP و H500 مشخصی در روی اروپا و نواحی مجاور در ارتباط است؛ به‌طوری‌که در ماه‌های خشک  در شرق مدیترانه، بی‌هنجاری مثبت قوی  SLP  و H500 در نواحی شرقی مدیترانه غالب است و در دوره‌های تر، معمولاً بی‌هنجاری منفی SLP و H500  در شرق اروپا تا  شمال شرق مدیترانه مشاهده می‌شود و  در غرب اروپا بی‌هنجاری مثبت فشار سطح دریا و ارتفاع 500 هکتوپاسکال ظاهر می‏شود. کویتل و همکاران (Kutiel et al., 1996) ارتباط بارش شرق مدیترانه با فرایندهای بزرگ‌مقیاس که با دو مرکز پُرفشار اصلی (پُرفشارهای آزورز و سیبری) شرق مدیترانه را تحت نفوذ خود قرار می­دهند، نیز تأیید می‏شود. مطالعات مشابه دیگری از جمله:

 (Vicente and Moreno, 2006, Maheras et al., 1999, Kadioglu and Sen, 1998, Kutiel et al., 2001, Turkes, 1996, 1998, Brian et al., 2000, Kadioglu et al., 1999)  در ارتباط توزیع فشار، ژئوپتانسیل و گردشهای جوی با بارش و تغییرات آن روی نواحی مانند ترکیه، شرق مدیترانه و فلسطین انجام شده که در اغلب نتایج برای شرایط خشک و تر، الگوهای متفاوتی حاصل شده است. شاخص نمره Z یکی از شاخص‌های پیشنهادی سازمان هواشناسی جهانی می باشد. هدف Z اختصاص ارزش عددی به هرحادثه بارندگی در مقیاس زمانی معین می‌باشد که بتوان نواحی با آب و هوای کاملاً متفاوت را با هم مقایسه کرد. از مزایای شاخص (Z) می توان به موارد زیر اشاره کرد :

1- سادگی آن نسبت به سایر شاخص ها 2- در نواحی مختلف با بارندگی‌های متفاوت قابل استفاده است و از طریق نرمال کردن ارزش‌های بارندگی در مکان‌های مختلف امکان مقایسه متغیر بارندگی را فراهم می‌کند(لنشی زند، 1383). آژغ (1381)، تغییرات زمانی و مکانی خشکسالی در غرب کشور را بررسی کرد و بابایی فینی و فتاحی (1393)، الگوهای همدیدی بارش‌زا و خشکسالی‌زا در ایران زمین را طبقه‌بندی کردند. با توجه به اهمیت نقش نابهنجاری‌های ماهانه الگوهای گردش جوی در ایجاد دوره‌های خشک و تر، در این پژوهش بر اساس داده‌های بارش ماهانه، الگوهای ماهانه و نابهنجاری‌های SLP و H500 طی دوره اقلیمی (2010-1981) برای ماه‌های اکتبر تا آوریل، الگوهای گردشی مؤثر بر رخداد این دوره‌ها بررسی شده است. در این مطالعه ابتدا با استفاده از شاخص (Z) ماه‌های تر و خشک در طول دوره مورد مطاله برای ایستگاه‌های جدول (1) مشخص شد، سپس مقدار میانگین ماهانه شاخص نمرهZ    در ده ایستگاه مورد مطالعه در طول دوره محاسبه و ماه‌های شاخص خشک و تر استخراج گردید. پس از استخراج ماه‌های شاخص خشک وتر، الگوهای همدیدی و نابهنجاری ماهانه آنها، به منظور تعیین الگوهای مؤثر بر دوره‌های خشک و تر بررسی شد.

 

داده‌ها و روش‌ها

برای مطالعه پارامتر بارش، نیاز به آمار بلند مدت بارندگی(حداقل 30 سال) است. بر این اساس برای دستیابی به نتایج قابل اطمینان، ایستگاه‌هایی که دارای آمار طولانی مدت و پراکنش نسبتاً مناسب است جهت بررسی ماه‌های تر و خشک در منطقه تحقیق برای 7 ماه سرد سال (از اکتبر هر سال تا آوریل سال بعد) در نظر گرفته شده است. سپس همگنی داده‌های بارش با استفاده از آزمون ران تست مورد سنجش قرار گرفت و از همگنی داده‌ها اطمنیان حاصل شد. موقعیت (شکل 1) و مشخصات ایستگاه­های همدیدی استفاده شده منطقه مورد مطالعه در جدول 1 نشان داده شده است

میانگین ماهانه ارتفاع ژئوپتانسیل تراز 500 هکتوپاسکال و فشار سطح دریا و نابهنجاری‌های آنها طی دوره آماری 1981 تا 2010 در تلاقی‌های 5/2 درجه از مجموعه داده‌های تحلیل مجدد مرکز تحقیقات محیطی استفاده شده است. محدوده انتخاب شده تمامی سامانه های موثر بر روی ایران را در طول سال پوشش می دهد. این محدوده  از عرض‌های جغرافیایی  10 تا 80 درجه شمالی و 20 طول‌های جغرافیایی درجه غربی تا 110 درجه شرقی را شامل می‌شود. در جدول (2) ویژگی داده‌های مورد مطالعه درج شده است.

.

 

 

جدول 1- مشخصات ایستگاه‌های همدیدیمنطقه مورد مطالعه

ارتفاع(متر )

عرض جغرافیایی

طول جغرافیایی

نام ایستگاه

1332

15 38

17 48

اردبیل

9/1315

32 37

05 45

ارومیه

1708

06 34

46 49

اراک

1361

05 38

17 49

تبریز

1663

41 36

29 48

زنجان

8/1522

15 36

16 46

سقز

4/1373

20 35

00 47

سنندج

7/1679

12 35

43 48

همدان

6/1318

21 34

09 47

کرمانشاه

8/1147

26 33

17 48

خرم آباد

 

 

 

شکل 1- موقعیت ایستگاه‌های همدیدی استفاده شده در منطقه مورد مطالعه

جدول 2- ویژگی متغیرهای استفاده شده در تحقیق حاضر

ردیف

نام متغیر

مقیاس زمانی

دقت مکانی (درجه)

دوره آماری

مرجع

1

ارتفاع تراز 500 هکتوپاسکال

میانگین ماهانه

5/2 × 5/2

2010-1981

NCEP

2

فشار سطح دریا (SLP)

میانگین ماهانه

5/2 × 5/2

2010-1981

NCEP

3

مجموع بارش  ماهانه

ماهانه

ایستگاه‌های منتخب

2010-1981

سازمان هواشناسی

 

برای مطالعه و تعیین ماه‌های تر و خشک ابتدا بارش ماهانه به تفکیک ماه در طول دوره استخراج، سپس شاخص نمره Z بارش برای منطقه محاسبه شد. برای این منظور پس از تفکیک مقدار بارش ماهانه، در هفت ماه سرد سال (اکتبر تا آوریل)، برای 10 ایستگاه همدیدی منطقه مورد مطالعه، شاخص نمره استاندارد را از رابطۀ (1) برای هر ایستگاه، در هر ماه در طول دوره آماری محاسبه شده است.

(1)                                                        

 

که در آن:

 Z: شاخص نمره استاندارد، : مقدار بارش در ماه iم، : میانگین بارش ماه مورد نظر در یک استگاه در طول دورۀ آماری مورد مطالعه و SD: انحراف معیار بارش ماه مورد نظر در طول دوره آماری در یک ایستگاه خاص می‌باشد. مقادیر محاسبه شده برای شاخص نمره استاندارد می‌تواند مقادیر مثبت و منفی یا صفر را به خود اختصاص دهد. این مقادیر در هفت بازه مختلف مطابق جدول 3 طبقه‌بندی شده است. نمونه‌ای از مقادیر محاسبه شده شاخص نمره استاندارد هفت ماه سرد سال ایستگاه‌های همدیدی منطقه مورد مطالعه در جدول 3 ارائه شده است. پس از محاسبه شاخص Z برای هر ماه در هر ایستگاه، برای تعیین ماه‌های خشک و تر منطقه، به روش میانگین‌گیری حسابی از شاخص Z ده ایستگاه منتخب در هر ماه، شاخص Z منطقه محاسبه شد.

 

نتایج و بحث

تعیین ماه‌های خشک و تر منطقه مورد مطالعه بر اساس شاخص Z

شاخص نمره استاندارد بارش برای ماه‌های اکتبر تا آوریل در طول دوره آماری 30 ساله(2010-1981) در ایستگاه‌های منتخب غرب و شمال غرب کشور (مانند جدول 4)  محاسبه شد..

 

 

جدول 3- توصیف مقادیرZ  در بازه های مختلف

توصیف شاخص

شدیداً مرطوب

خیلی مرطوب

مرطوب ضعیف تامتوسط

نرمال

خشک ضعیف

تا متوسط

خیلی خشک

شدیداً خشک

مقدار شاخص

بیشتر از 2

50/1 تا 99/1

5/0 تا 49/1

49/0- تا 49/0+

5/0- تا 49/1-

5/1- تا 99/1-

کمتر از 2-

 

جدول 4- شاخص نمره استاندارد بارش ماه  اکتبر و روند تغییرات آن در طول دوره آماری در غرب و شمال غرب کشور

سال

نام ایستگاه

اردبیل

ارومیه

اراک

تبریز

زنجان

سنندج

سقز

همدان نوژه

کرمانشاه

خرم آباد

1981

-0.17

-0.30

0.63

-0.36

0.22

-0.05

-0.04

0.65

1.07

0.92

1982

4.03

1.90

3.32

2.36

2.56

0.80

3.77

1.75

1.42

0.60

1983

-0.91

-0.71

-0.80

-0.87

-0.99

-0.81

-0.86

-0.81

-0.88

-0.69

1984

-0.02

-0.58

-0.39

-0.19

0.46

0.75

-0.03

0.39

-0.01

-0.42

1985

-0.01

-0.44

-0.80

-0.22

0.21

-0.81

-0.66

-0.81

-0.88

-0.69

1986

-0.41

0.42

-0.48

0.47

0.57

-0.16

0.08

-0.03

-0.36

-0.33

1987

1.59

1.77

1.97

1.48

3.33

3.79

1.89

3.88

2.77

2.98

1988

-0.53

0.28

-0.59

-0.58

-0.67

0.32

-0.42

-0.12

0.49

-0.66

1989

1.00

1.81

-0.56

1.99

-0.11

-0.21

0.15

-0.45

-0.83

-0.37

1990

0.08

-0.36

0.47

-0.55

-0.12

-0.54

-0.55

-0.12

0.14

-0.38

1991

-0.61

-0.40

-0.15

-0.70

0.36

0.27

0.58

-0.08

0.72

-0.12

1992

-0.81

-0.75

-0.80

-0.81

-0.98

-0.81

-0.86

-0.81

-0.88

-0.69

1993

-0.42

-0.47

-0.50

0.48

-0.49

0.15

0.08

-0.36

0.52

-0.25

1994

-0.39

-0.14

1.16

0.05

0.73

0.83

0.46

0.08

2.00

1.29

1995

-0.18

-0.56

-0.80

-0.94

-0.93

-0.81

-0.81

-0.79

-0.88

-0.66

1996

-0.39

-0.56

-0.52

0.29

0.25

-0.11

-0.57

-0.75

-0.88

-0.55

1997

-0.39

-0.46

-0.33

-0.78

-0.31

-0.43

0.10

-0.28

-0.44

-0.36

1998

-0.45

-0.75

0.89

-0.83

-0.79

-0.81

-0.80

-0.46

-0.87

-0.49

1999

0.98

-0.09

-0.79

1.57

-0.37

-0.46

-0.54

-0.32

-0.54

-0.67

2000

0.20

-0.23

0.53

0.33

0.27

-0.04

0.69

1.24

0.99

-0.07

2001

0.71

-0.56

-0.52

-0.71

0.38

-0.59

0.10

-0.72

-0.75

0.35

2002

-0.83

-0.67

-0.64

-0.62

-0.81

-0.45

-0.41

-0.52

-0.61

-0.68

2003

-0.88

0.02

-0.20

-0.86

-0.92

-0.63

-0.57

0.71

-0.59

-0.30

2004

-0.13

-0.66

-0.43

-0.82

-0.42

-0.43

-0.73

-0.51

-0.70

-0.64

2005

-0.28

-0.68

-0.80

-0.80

-0.94

-0.79

-0.74

-0.79

-0.86

-0.66

2006

0.02

2.54

1.72

1.99

1.18

2.03

1.26

0.19

0.84

2.99

2007

-0.81

-0.68

-0.74

-0.77

-0.91

-0.79

-0.85

-0.81

-0.85

-0.69

2008

1.22

2.41

0.45

1.16

0.18

0.78

1.15

0.16

0.95

1.00

2009

-0.81

-0.66

0.53

-0.13

-0.23

0.85

-0.10

1.23

0.74

0.91

2010

-0.38

-0.42

-0.80

-0.64

-0.71

-0.80

-0.80

-0.70

-0.85

-0.68

روند تغییرات Z

(حسب مقدار بر دهه)

 

-0.29

-0.07

-0.19

-0.17

-0.41

-0.15

-0.27

-0.24

-0.25

-0.13

 

 

جدول 5- میانگین شاخص Z ماهانه و روند تغییرات آن برای ایستگاه‌های منطقه مورد مطالعه- بیشینه‌ها با رنگ آبی و کمینه‌ها با رنگ قرمز و مقادیری که  از آستانه(5±)ماهانه بیشتر یا کمتر هستند، بصورت رنگی مشخص شده است.

سال

ماه

OCT

NOV

DEC

JAN

FEB

MAR

APR

1981 / 82

0.3

-0.2

-0.5

0.9

0.6

0.1

-0.4

1982 / 83

2.3

0.9

-0.1

0.5

-0.7

-0.6

-0.3

1983 / 84

-0.8

-0.3

0.3

-0.5

-0.7

0.1

-0.2

1984 / 85

0.0

1.5

0.0

0.2

0.6

-0.4

-0.1

1985 / 86

-0.5

-0.1

0.6

-0.9

0.2

0.2

0.4

1986 / 87

0.0

0.7

-0.6

-1.2

0.2

0.8

-0.7

1987 / 88

2.5

-0.7

1.7

0.6

1.1

0.3

0.2

1988 / 89

-0.2

-0.6

0.1

-0.1

-0.4

0.6

-1.5

1989 / 90

0.2

-0.1

0.5

0.2

0.1

-0.2

0.0

1990 / 91

-0.2

-0.9

-0.4

-0.4

0.2

0.9

-0.7

1991 / 92

0.0

-0.7

2.0

-0.3

0.9

0.3

0.4

1992 / 93

-0.8

0.1

0.4

0.0

0.6

0.5

0.8

1993 / 94

-0.1

1.6

-0.1

1.3

0.3

0.3

0.1

1994 / 95

0.6

3.0

-0.2

-1.0

-0.1

-0.8

0.7

1995 / 96

-0.7

-0.7

-1.1

0.5

1.1

0.8

0.8

1996 / 97

-0.4

-0.8

-0.2

0.0

-0.8

1.0

-0.2

1997 / 98

-0.4

0.0

-0.3

0.9

0.0

1.2

-0.2

1998 / 99

-0.5

-0.7

-1.0

0.0

-0.4

-0.8

-0.8

1999 / 2000

-0.1

-0.3

-0.6

0.2

-0.8

0.2

-0.8

2000 /2001

0.4

-0.2

1.0

-0.5

-0.9

-0.7

-1.0

2001/2002

-0.2

-0.2

0.4

0.3

-1.0

-0.3

1.4

2002/2003

-0.6

-0.2

0.7

-0.3

0.2

0.2

0.8

2003/2004

-0.4

-0.1

0.4

0.7

-0.6

-0.9

0.5

2004/2005

-0.5

0.5

-0.4

0.5

-0.5

0.1

-0.6

2005/2006

-0.7

-0.3

-0.3

0.5

1.7

-0.6

0.1

2006/2007

1.5

-0.1

-0.3

-0.2

-0.1

0.3

1.3

2007/2008

-0.8

-0.7

0.3

-0.5

-0.1

-1.5

-1.5

2008/2009

0.9

-0.1

-0.9

-0.9

-0.3

-0.5

0.1

2009/2010

0.2

0.6

-0.4

-0.5

0.3

-0.4

0.8

2010/2011

-0.7

-0.8

-0.7

0.2

-0.7

-0.1

0.6

 

 

روند تغییرات Z (حسب مقدار بر دهه)

-0.208

-0.166

-0.2

-0.037

-0.151

-0.244

+0.191

 


 

جدول 6- میانگین ماهانه بارش  و درصد بارش ماهانه منطقه و ماه‌هایی که  میانگین شاحص  Zبیشینه و یا کمینه مقدار را دارد و همچنین درصد بارش در این ماه‌ها

پارامتر

ماه

اکتبر

نوامبر

دسامبر

ژانویه

فوریه

مارس

آوریل

میانگین ماهانه بارش منطقه

5/26

1/46

6/41

7/41

5/42

7/57

1/54

سهم هر ماه درصد بارش سالانه منطقه

6/7

6/12

1/11

2/11

3/11

7/15

3/15

ماه‌های با بالاترین مقدار میانگین شاخص

1987

1994

1991

1994

2006

1998

2002

مقدار شاخص بیشینه

5/2+

3+

2+

3/1+

7/1+

2/1+

4/1+

درصد بارش نسبت به میانگین اقلیمی در ماه‌هایی که شاخص Z بیشینه است(بر حسب درصد)

300+

285+

143+

58+

86+

67+

76+

ماه‌های با پایین‌ترین مقدار میانگین شاخص

1992

1990

1995

1987

2002

2008

2008

مقدار شاخص

8/0-

9/0-

1/1-

2/1-

1-

5/1-

5/1-

درصد بارش نسبت به میانگین اقلیمی در ماه‌های که شاخص Z کمینه است(بر حسب درصد)

97-

83-

75-

67-

54-

77-

83-

 

بررسی جداول مقادیر شاخص نمره استاندارد محاسبه شده در ایستگاه‌های همدیدی منطقه مورد مطالعه با داده مربوط به یک ماه و یک سال مشخص، نمی‌توان به نتایج و قضاوت کلی در مورد روند تغییر وضعیت بارش ایستگاه‌ها رسید. زیرا همۀ ایستگاه‌های همدیدی در یک ماه و یک سال مشخص نمی‌توانند مقدار شاخص بیشتر از 5/0+ و یا کمتر از 5/0- و یا درفاصله 5/0+ تا 5/0- را به خود اختصاص دهند. مثلاً در ماه اکتبر سال 1997 (جدول 4) تعداد 7 ایستگاه شاخص بیشتر از 5/0+ دو ایستگاه در حد فاصل (5/0+) تا (5/0-) و یک ایستگاه کمتر از 5/0- را دارند. برای رفع این نقص، میانگین ماهانه شاخص Z منطقه مورد مطالعه، محاسبه و به عنوان معیار برای دوره‌های خشک و تر در نظر گرفته شد(جدول 5). همچنین روند تغییرات Z میانگین منطقه محاسبه و در جدول 5 آورده شده است. مقادیر شاخص در فاصله 5/0 تا 5/0- در هر ایستگاه و در هر ماه بارش در حد نرمال، مقادیر بیشتر از 5/0،  ماه تر و کمتر از 5/0-  ماه خشک برای ایستگاه در نظر گرفته شد(دلیریان، 1381).

پس از مشخص شدن ماه‌های خشک وتر، ارتباط الگوها وگردش‌های جوی با دوره‌های خشک و تر (شاخص Z) محدوده مورد مطالعه بصورت عینی بررسی و مقایسه شده است. در این مقاله فقط نقشه‌های شاخص‌ترین ماه‌های خشک و تر (جدول 6) آورده شده است(لازم به گفتن است که در هرماه در طول دوره، بالاترین و پایین‌ترین مقدار Z  مربوط به هر ماه باشد آن ماه را به عنوان شاخص‌ترین ماه تر  و یا خشک در نظر گرفته شده است).

بیشینه میانگین بارش منطقه در ماه مارس رخ می‌دهد و در اکتبر که نسبت به دیگر ماه‌های پاییز و زمستان از میانگین بارشی کمتری بر خوردار بوده و درصد تغییرات در این ماه نسبت به بقیه ماه‌های مورد مطالعه بیشتر می‌باشد (جدول 5). روند ماهانه تغییرات Z در منطقه مورد مطالعه طی دوره اقلیمی (2010-1981) (شکل 2) برای ماه‌های اکتبر تا مارس کاهشی بوده و فقط در ماه آوریل روند افزایشی داشته است(جدول 5). بیشترین روند کاهشی این شاخص (24/0- بر دهه) در ماه مارس رخ داده است. این روند کاهشی در اکثر ماه‌هایی که با توجه به نوع بارش (بارش برف) برای منابع آب و دیگر مصارف از اهمیت ویژه‌ای بر خودار است قابل توجه بوده و آسیب پذیری منابع آب را بشدت افزایش داده است و از طرفی روند افزایش بارش در ماه آوریل (شکل 2) که معمولاً بارش‌ها بیشتر گرایش به بارش‌های رگباری پیدا می‌کند  پتانسیل افزایش ذوب برف، روانآب و رخداد سیل را می‌تواند افزایش دهد. این گونه تغییرات فرضیه احتمالی تغییر اقلیم را در منطقه نیز می‌تواند تقویت نماید.

پس از مشحص شدن ماه‌های شاخص، الگوی همدیدی مربوط به هر ماه بطور جداگانه تحلیل شده و در پایان با توجه به نابهنجاری ماه‌های خشک و تر الگوی همدیدی این ماه‌ها مشخص می‌گردد.

 

 

 

شکل 2- روند تغییرات شاخص Z منطقه(حسب مقدار بر دهه) طی دور آماری 2010-1981


3-2- الگوهای همدیدی ماهانه SLP و H500 و نابهنجاری‌ آنها برای ماه‌های خشک و تر:

در شکل (3) الگو‌های ماهانه میدان‌های فشار سطح دریا و ارتفاع تراز 500 هکتوپاسکال و نابهنجاری آنها نسبت به میانگین  دوره اقلیمی (2010-1981) برای خشک ترین اکتبر آورده شده است(الف و ب شکل 3). کاهش قابل ملاحظه فشار در روی اروپا و نیمه غربی مدیترانه (نقشه الف شکل 3) همراه با کاهش ارتفاعی در تراز 500 هکتوپاسکال (نقشه ب شکل 3)، بیانگر گذر سامانه‌های کم فشار دینامیکی در این ماه از مناطق مذکور باشد. عدم تشکیل ناوه در شرق مدیترانه و یا عقب نشینی آن به غرب مدیترانه و تشکیل پشته در شرق مدیترانه کاهش بارش را در غرب و شمال غرب ایران در ماه‌های اکتبر در پی داشته است (مانند اکتبر سال‌های 1992، 2005، 2010).

الگو و نابهنجاری‌های ماهانه فشار تراز دریا و ارتفاع تراز hPa500 پربارش‌ترین ماه اکتبر (نقشه‌های ج و د شکل 3) بیانگر افزایش قابل ملاحظه فشار و ارتفاع در بخش‌های وسیعی از روسیه، اروپا و شمال دریای مازندران و فعالیت ناوه در نواحی شرقی مدیترانه دیده می‌شود. بطور کلی نابهنجاری منفی ارتفاع و فشار از شرق روسیه و غرب سیبری تا جنوب غرب اروپا و مدیترانه شرقی و افزایش ارتفاع روی نواحی شرقی مدیترانه سبب کاهش بارش در منطقه مورد مطالعه می‌شود و نابهنجاری مثبت فشار و ارتفاع بر روی روسیه و اروپای مرکزی به سمت شمال غرب افریقا و کاهش ارتفاع در نواحی شرقی مدیترانه سبب افزایش بارش در منطقه مورد مطالعه می‌گردد.

 

 

شکل 3: نقشه‌های الگوی ماهانه میدان‌های فشار سطح دریا (بر حسب میلی بار) و ارتفاع تراز 500 هکتو پاسکالی(بر حسب دکامتر) و نابهنجاری‌های آنها نسبت به دوره اقلیمی (به ترتیب بر حسب میلی‌بار و متر) در ماه اکتبر. (نقشه‌های (الف) و (ب) مربوط به اکتبر 1992 به عنوان الگوی خشک، نقشه‌های (ج) و (د) مربوط به اکتبر 1987 به عنوان الگوی تر)


خشک‌ترین ماه نوامبر طی دوره 30 ساله (2010-1981) در سال1990 رخ داده بطوریکه بارش منطقه مورد مطالعه در این ماه فقط 17 درصد  میانگین اقلیمی بوده و 83 درصد کمبود بارش در منطقه رخداده است. نابهنجاری‌های منفی فشار در شرق اروپا، روسیه و دریای مازندران تا اروپا و بخش‌های مرکزی مدیترانه و آفریقا مشاهده می‌شود(نقشه الف شکل 4). این شرایط با نابهنجاری مثبت ارتفاع در مدیترانه شرقی، شمال شرق آفریقا، غرب آسیا و نیمه شمالی کشور تا روی ترکمنستان همراه شده است(نقشه ب شکل 4).

 

 

شکل 4: مانند شکل (3) برای ماه نوامبر. (نقشه‌های (الف) و (ب) مربوط به نوامبر 1990 به عنوان الگوی خشک، نقشه‌های (ج) و (د) مربوط به نوامبر 1994 به عنوان الگوی تر)

 

بنابراین کاهش فشار در روی اروپا و روسیه همراه با افزایش ارتفاع در مدیترانه شرقی و غرب آسیا، شدیدترین دوره‌های خشک را در منطقه مورد مطالعه می‌تواند ایجاد نماید. پر بارش‌ترین ماه نوامبر طی دوره مورد مطالعه در منطقه مورد نظر در سال 1994 رخ داده و مقدار بارش در این ماه نزدیک به سه برابر میانگین دوره اقلیمی منطقه بوده است. در این ماه نابهنجاری‌های منفی فشار و ارتفاع از شمال شرق آفریقا و نواحی مدیترانه شرقی تا اروپای شرقی و روسیه همراه با تقویا و فعالیت ناوه شرق مدیترانه دیده می‌شود (نقشه‌های ج و د شکل 4).  

افزایش فشار از آفریقا تا بخش‌های مرکزی و غربی مدیترانه و امتداد آن تا اروپای شمالی در ماه نوامبر پربارش قابل ملاحظه است. بطور کلی تقویت سامانه پرفشار در نیمه غربی اروپا و مدیترانه و تقویت سامانه کم فشار در نیمه شرقی مدیترانه و نواحی شرقی اروپا، دوره‌های تر، در حالی که افزایش ارتفاع در بخش‌های شرقی مدیترانه دوره‌های خشک را برای منطقه در پی خواهد داشت. بنابر این کاهش ارتفاع یا تقویت ناوه ارتفاعی در نواحی مدیترانه شرقی از عوامل اصلی پر بارانی منطقه در این ماه می‌باشد

خشک‌ترین ماه دسامبر طی دوره اقلیمی(2012-1981) در منطقه مورد مطالعه در سال 1995 رخ داده است. مقدار شاخص z در این ماه برابر 1/1- و مقدار بارندگی بوده که نسبت به دوره اقلیمی، 75 درصد کاهش داشته است. نابهنجاری مثبت فشار در روی اروپا بین عرض‌های 52 تا 80 درجه شمالی و همچنین بین طول‌های حدود 20 تا 50 درجه شرقی شامل نیمه شرقی مدیترانه و غرب آسیا و همچنین آسیای میانه، آسیای شرقی و اقیانوس هند و نابهنجاری منفی در روی اطلس، مدیترانه غربی و جنوب اروپا دیده می‌شود(نقشه الف شکل 5). در تراز hPa500 نابهنجاری منفی ارتفاع در نواحی وسیعی که در شمال شرق دریای مازندران مشاهده می‌شود(نقشه ب شکل 5).

 

 

شکل 5: مانند شکل (2) برای ماه دسامبر. (نقشه‌های (الف) و (ب) مربوط به دسامبر 1995 به عنوان الگوی خشک، نقشه‌های (ج) و (د) مربوط به دسامبر 1991 به عنوان الگوی تر)

 


در ماه دسامبر پربارش، نابهنجاری‌های منفی فشار در بخش‌های مدیترانه شرقی، غرب آسیا و روی ایران تا عرض‌های شمالی حدود 80 درجه گسترش یافته است (نقشه ج شکل 5) و نابهنجاری‌های مثبت فشار شباهت زیادی با ماه نوامبر پربارش(نقشه ج شکل 4) داردو از آفریقا تا انگلیس و عرض‌های شمالی‌تر امتداد یافته است. این وضعیت با نابهنجاری منفی ارتفاع از شمال شرق آفریقا و نیمه شرقی مدیترانه تا منطقه مورد مطالعه، دریای سیاه و دریای مازندران بسمت عرض‌های شمالی امتداد یافته و نابهنجاری مثبت در نواحی غربی مدیترانه روی اطلس و اروپای غربی بوده و هسته مرکزی آن روی انگلیس قرار گرفته است (نقشه د شکل 5).

در ماه ژانویه خشک نابهنجاری‌های (نقشه‌های الف و ب شکل 6) میدان‌های فشار و ارتفاع تراز hPa500 بیانگر وجود نابهنجاری‌های منفی فشار در عرض‌های جغرافیایی حدود 25 تا 45 درجه شمالی که از غرب تا روی دریای مازندران و سپس، ضمن امتداد به سمت شرق به سمت عرض‌های شمالی تر نیز جابجا شده است. نابهنجاری ارتفاع تراز hPa500 نیز تقریباً با نابهنجاری فشار هماهنگ بوده و بر روی آسیا بویژه خاور میانه و همچنین بخش‌های شرقی مدیترانه نابهنجاری مثبت فشار و ارتفاع رخداده بیشینه افزایش ارتفاعی نسبت به دوره اقلیمی در روی ایران و عراق مشاهده می‌شود.

 

 

شکل 6: مانند شکل (3) برای ماه ژانویه. (نقشه‌های (الف) و (ب) مربوط به ژانویه 1987به عنوان الگوی خشک، نقشه‌های (ج) و (د) مربوط به ژانویه 1994 به عنوان الگوی تر)


در دوره تر مربوط به این ماه(نقشه‌های  ج و د شکل 6) نابهنجاری‌ها مثبت فشار و ارتفاع در بخش‌های وسیعی از اروپا و آسیا مشاهده نمی‌شود و فقط نابهنجاری مثبت ارتفاعی از نواحی شرقی مدیترانه تا روی دریای سیاه و دریای مازندران و شمال آرال گسترش یافته است. این در حالی است گستره ناهنجاری‌های منفی از روی آفریقا تا اروپا گسترده شده است. از ویژگی‌های مهم و برجسته الگوهای خشک و تر در این ماه نابهنجاری‌های زیاد در محدوه کم فشار ایسلند و نواحی شمال انگلیس است که در الگوی خشک نابهنجاری مثبت فشار و ارتفاع(تضعیف این سامانه کم فشار) و در الگوی تر نابهنجاری منفی این کمیت‌ها (تقویت این سامانه کم فشار) قابل ملاحظه است.

خشک‌ترین فوریه طی دوره اقلیمی مورد نظر افزایش نابهنجاری مثبت فشار و ارتفاع  در عرض‌های حدود 20 تا 45 درجه شمالی و نابهنجاری‌های منفی آنها در عرض‌های حدود 50 تا 80 درجه شمالی بارز است(نقشه‌های  الف و ب شکل 7).

 

 

شکل 7: مانند شکل (2) برای ماه فوریه. (نقشه‌های (الف) و (ب) مربوط به فوریه 2002 به عنوان الگوی خشک، نقشه‌های (ج) و (د) مربوط به فوریه 2006 به عنوان الگوی تر)


پر بارش‌ترین فوریه نابهنجاری منفی فشار از شمال آفریقا تا روی مدیترانه و عرض‌های حدود 50 شمالی و وجود کمربند نابهنجاری مثبت فشار از حدود 55 تا 75 درجه شمالی مشاهده می‌شود. نابهنجاری منفی ارتفاع از غرب مدیترانه تا روی بخش‌های  وسیعی از اروپا و نابهنجاری مثبت ارتفاع در شمال غرب انگلیس و بخش‌های  وسیعی از آسیای میانه قرار گرفته است (نقشه‌های ج و د شکل 7).

الگوی خشک در ماه مارس از شمال شرق افریقا و نواحی شرقی مدیترانه تا روی ایران و شمال غرب چین و سیبری نابهنجاری مثبت ارتفاع (تقویت پشته) و از شمال غرب افریقا، اروپا و روسیه نابهنجاری منفی ارتفاع (تقویت ناوه) مشاهده می‌شود که این شرایط با نابهنجاری منفی فشار در غالب نقاط از جمله روی اروپا، روسیه و سیبری همراه شده است(نقشه‌های  الف و ب شکل 8).

 

 

 

شکل 8: مانند شکل (3) برای ماه مارس. (نقشه‌های  (الف) و (ب) مربوط به مارس 2008 به عنوان الگوی خشک، نقشه‌های (ج) و (د) مربوط به مارس 1998 به عنوان الگوی تر)

 


اما در الگوی تر نابهنجاری منفی فقط در روی دریای مازندران تا بخش‌هایی از دریای سیاه قرار گرفته و در اکثر نقاط دیگر از جمله روی اروپا و سیبری نابهنجاری مثبت فشار رخ داده است. این شرایط نابهنجاری منفی ارتفاع از نیمه شرقی مدیترانه تا روی اروپا و نابهنجاری مثبت در غرب این نواحی مشاهده می‌شود(نقشه‌های  ج و د شکل 8).

آوریل سال 2008 خشکترین آوریل طی دوره اقلیمی مورد مطالعه بوده است. نابهنجاری مثبت ارتفاعی در نیمه شرقی مدیترانه، شمال افریقا، نواحی غربی ایران، دریای مازندران تا غرب روسیه مشاهده می‌شود(نقشه‌های  الف و ب شکل 9).

 

 

 

شکل 9: مانند شکل (3) برای ماه آوریل. (نقشه‌های (الف) و (ب) مربوط به آوریل 2008 به عنوان الگوی خشک، نقشه‌های (ج) و (د) مربوط به آوریل 2002 به عنوان الگوی تر)

 


نابهنجاری منفی فشار در نواحی شرقی اطلس، اروپا و سیبری و در شمال این نواحی نابهنجاری مثبت مشاهده می‌شود(نقشه‌های  الف و ب شکل 9). در الگوی پرباران این ماه کمربند نابهنجاری منفی فشار در عرض‌های حدود 30 تا 45 درجه شمالی و نابهنجاری مثبت فشار و ارتفاع در عرض‌های شمالی اروپا(از حدود 45 درجه به بالا) و نابهنجاری منفی از روی مدیترانه تا روی دریای مازندران و امتداد آن به سمت شرق مشاهده می‌شود(نقشه‌های  ج و د شکل 9)

 

نتیجه گیری

نتایج حاصل نشان می‌دهد که روند شاخص Z در ماه‌های اکتبر تا مارس طی دوره اقلیمی (2010-1981) کاهشی بوده که بیانگر روند کاهشی دوره‌های تر و افزایش خشکسالی در منطقه مورد مطالعه می‌باشد(جدول 5). نابهنجاری‌های میدان‌های فشار تراز دریا و ارتفاع تراز hPa500 در دوره‌های خشک و تر متفاوت بوده است و می‌توان آنها را به سه حالت کلی تقسیم کرد:

-حالت اول: گسترش نابهنجاری‌ها بصورت مداری سبب دوره‌های خشک و تر شدید در منطقه می‌شوند. در این حالت نابهنجاری‌های فشار و ارتفاع گسترش مداری زیادی داشته و بسته به اینکه کمربندهای نابهنجاری منفی و مثبت در چه موقعیتی قرار داشته باشند دوره‌های خشک و تر در منطقه رخ می‌دهد. استقرار نابهنجاری‌های منفی در عرض‌های حدود 25 تا 45 درجه شمالی که با نابهنجاری‌های مثبت در دو طرف بویژه در عرض‌های جنوبی (مانند ژانویه 1987)  و یا استقرار نابهنجاری‌های  مثبت در عرض‌های حدود 20 تا 45 درجه شمالی و نابهنجاری‌های منفی در عرض‌های حدود 50 تا 80 درجه شمالی(مانند فوریه 2002) سبب دوره‌های خشک شدید در منطقه می‌گردد. رخداد نابهنجاری‌های مثبت فشار و ارتفاع در عرض های حدود 45 تا 75 درجه شمالی و طول‌های حدود 10 تا 100 درجه شرقی همراه با نابهنجاری‌های منفی در عرض‌های جنوبی‌تر بویژه عرض‌های حدود 20 تا 45 درجه شمالی(مانند آوریل 2002 و اکتبر 1987)، دوره‌های ترسالی شدید را در منطقه باعث می‌شود.

شایان گفتن است که نتایج حاصله از این پژوهش با نتایج مطالعات مشابه انجام شده از جمله کریچال و همکاران (Krichak et al, 2000)، ماهراس و همکاران (Maheras et al, 1999)، تورکس (Turkes, 1998) و کویتل و همکاران(Kutiel et al, 1996, 2001)  همسو بوده بطوریکه یافته‌های مطالعات آنها نیز بیانگر حاکمیت نابهنجاری های مثبت SLP/H500 بر روی اروپای شرقی و نابهنجاری منفی SLP در روی جنوبغرب و اروپای غربی، در ایجاد دوره‌های خشک در شرق مدیترانه مؤثر می‌باشد در حالی که نابهنجاریها منفی SLP/H500 در روی اروپای شرقی و نابهنجاری‌های مثبت SLP/H500  در روی اروپای غربی، منجر به  ایجاد دوره‌های مرطوب در شرق مدیترانه می‌شود. همچنین در دوره‌های تر، منطقه ناوه بین پرفشارهای سیبری و آزورس(درر بخشهای شرقی مدیترانه) فعال می‌باشد و در طی ماه‌های خشک پرفشار سیبری از شدت بیشتری برخوردار بوده و سامانه کم فشار از بخش های شرقی مدیترانه به نواحی مرکز آن جابجا می‌شود. 

حالت دوم: گسترش نابهنجاری‌ها بصورت نصف النهاری سبب دوره‌های خشک و تر شدید در منطقه می‌شوند، بطوریکه افزایش نابهنجاری مثبت فشار و ارتفاع از شمال دریای سرخ و نیمه شرقی مدیترانه و ایران تا شمال اروپا همراه با نابهنجاری‌های منفی در نیمه غربی مدیترانه و بخش‌هایی از اطلس شمالی بین عرض‌های جغرافیایی حدود 25 تا 50 درجه شرقی(مانند دسامبر 1995) سبب دوره‌های خشک شدید می‌شود. استقرار نابهنجاری‌های منفی از شمال شرق آفریقا و نیمه شرقی مدیترانه تا ایران و عرض‌های حدود 80 درجه شمالی که همراه بابهنجاری‌های مثبت در نواحی غربی این مناطق (از آفریقای و نیمه غربی مدیترانه تا نواحی غربی اروپا و بخش‌های از اقیانوس اطلس شمالی(مانند دسامبر 1991 و مارس 1998) سبب بارش‌های شدید در منطقه می‌گردد .

حالت سوم: در این حالت گسترش مداری و نصف النهاری نابهنجاری‌ها بصورت دو حالت قبل نبوده بلکه نابهنجاری‌ها حالتی بین گسترش مداری و یا نصف النهاری فوق الذکر را دارند و یا نابهنجاری‌های  فشار و ارتفاع هماهنگ و گسترده نیستند که در این شرایط دوره‌های خشک یا تر ضعیف و یا نرمال را سبب می‌شوند. در اغلب این حالت‌ها نابهنجاری‌ها در بخش نیمه شرقی دریای مدیترانه بسیار بارز بوده که نابهنجاری‌های منفی و مثبت در این منطقه  به ترتیب گرایش به دوره‌های تر و خشک متوسط را افزایش می‌دهد.

با عنایت به این که پیش بینی‌های فصلی میدان‌های  فشار و ارتفاع نسبت به بارش از دقت بیشتری برخوردار می‌باشد  نتایج حاصل از این تحقیق می‌تواند سبب ارتقائ پیش‌آگاهی‌های فصلی شود.

 



 

1. National Center for Environmental Prediction

 

  1. Alijani, B., 2002, Variation of 500hpa flow patterns over Iran and surrounding areas and their relationship with climate of Iran.  Theor. Appl. Climatol. 71, 41- 4.
  2. AZhgh , M. , 2003, Investigation of  spatial and temporal drought variability in the West of Iran, Natural Geography, Master's thesis , Razei University of Kermanshah
  3. Babaee Feeni, O. and Fattahi, E. 2014, Categorizing of precipitation and drought producing synoptic circulation, Geographical Research, Vol. 29, No. 112, 105-122.
  4. Babu1, C.A., Samah, A.A.  and Varikoden, H., 2011, Rainfall Climatology over Middle East Region and its Variability, International Journal of Water Resources and Arid Environments 1(3): 180-192.
  5. Bardossy, A. et al. 1990, Space-time model for daily rainfall using atmospheric circulation patterns, water Resources. Res earoh. Vol. PP. 28, 1247-1260
  6. Bogardi, I. Matyasovszky, I. Bardossy, A. and Duckstein, L., 1994, A hydroclimatological model of areal drought, Journal of Hydrol, 153. Pp. 245-264.
  7. Brian F. Farrell, Gidon Eshel, Octber 2000. Mechanisms of Eastern Mediterranean Rainfall Variability.J.Atmos.Sci.,57, 3219-3232
  8. Corte-Real J, Qian B, Xu H. 1998. Regional climate change in Portugal: precipitation variability associated with large-scale atmospheric circulation. International Journal of Climatology 18: 619–635.
  9. Fatahei, E. and Rahimzadeh, F.,  2009, The ENSO Relation With Wintery Atmospheric Circulation Patterns in Iran, Geography and Development  Iranian Journal, Vol. 7, No. 15 , 21-44.
  10. Ghavidel Rahimi, U., 2003, Analysis of Precipitation and calculation of wet and dry periods in the East Azarbayjan province, Master's thesis, Tarbiat Modares University.
  11. Hoerling, M. P., J. Eischeid, J. Perlwitz, X. Quan, T. Zhang, and P. Pegion (2012), On the increased frequency of Mediterranean drought, J. Clim., 25, 2146–2161, doi:10.1175/JCLI-D-11-00296.1.
  12. Kadioglu M, Ozturk N, Erdun H, Sen Z (1999) On the precipitation climatology of Turkey by harmonic analysis. Int J Climatol 19: 1717-1728
  13. Kadioglu M, Sen Z (1998) Power-law relationship in describing temporal and spatial precipitation pattern in Turkey. Theor Appl Climatol 59: 93-106
  14. Kelley, C., M. Ting, R. Seager, and Y. Kushnir (2012), Mediterranean precipitation climatology, seasonal cycle, and trend as simulated by CMIP5, GEOPHYSICAL RESEARCH LETTERS, VOL. 39, L21703, doi:10.1029/2012GL053416,
  15. Kelley, C., M. Ting, R. Seager, and Y. Kushnir (2012), the relative contributions of radiative forcing and internal climate variability to the late 20th century winter drying of the Mediterranean region, Clim. Dyn., 38(9–10), 2001–2015, doi:10.1007/s00382-011-1221-z.
  16. Khoshakhlagh, F., Azizi , G. and Rahimi , M. 2012, Synoptic patterns of drought and wet winter in southwest  of  Iran , Journal of Applied Research in Geographical Sciences , Vol. 12, No. 25 , 57-77.
  17. Krichak, S. O.,Tsidulko, M., Alpert, P., 2000. Monthly Synoptic Patterns Associated with Wet/Dry conditions in the Eastern Mediteranean. Theor.Appl.Climatol. 65, 215-229
  18. Kutiel H, Maheras P, Guika S (1996b) Circulation indices over the Mediterranean and Europe and their relationship with rainfall conditions across the Mediterranean. Theo. Appl.  Climatol 54: 125-138      
  19. Kutiel1, H., Hirsch-Eshkol1, T. R., and Turkes M., 2001. Sea level pressure patterns associated with dry or wet monthly rainfall conditions in Turkey, Theor. Appl. Climatol. 69, 39-67
  20. Lshani Zand, M., 2005, Investigation of Climatic drought and combating approaches with it (case study of six basins in the West and North West of Iran ) , climatology doctoral dissertation , Faculty of Literature and Humanities , Isfahan university.
  21. Maheras P., Xoplaki E., Kutiel H., 1999. Wet and dry monthly anomalies across the Mediterranean basin and their relationship with circulation, 1860-1990. Theor. appl. Climatol 64: 189-199
  22. Parvin , N. , 2011 , synoptic patterns of  the most severe drought over Uremia lake basin , Geographical Research , Vol. 26 , No. 100 , 89-108.
  23. Razaei, T., 2008, Investigation of Relationship between of 500hPa atmospheric circulation patterns and dry and wet periods in the West of Iran , PhD. thesis , field of climatology, Tehran University .
  24. Santos, J.A., Corte-Real, J. and Leite, S.M., 2005, Weather regimes and their connection to the winter rainfall in Portugal, Int. J. Climatol. 25: 33–50.
  25. Trigo, R.M., and DaCamara, C.C, 2000, Circulation weather types and their influence on the precipitation regime in Portugal, Int. J. Climatol. 20: 1559–1581.

121

Turkes M (1996) Spatial and temporal analysis of annual rainfall variations in Turkey. Int J Climatol 16: 1057-1076
  1. Turkes M (1998) Influence of geopotential heights, cyclone frequency and southern oscillation on rainfall variations in Turkey. Int J Climatol 18: 649-680
  2. Vicente-Serrano, S.M, and Lopez-Moreno, J.I., 2006, the influence of atmospheric circulation at different spatial scales on winter drought variability through a semi-arid climatic gradient in northeast Spain, Int. J. Climatol. 26: 1427–1453