تحلیل فضایی مخاطرات محیطی

تحلیل فضایی مخاطرات محیطی

شناسایی و تحلیل همدید بالاترین بارش‌های مرتبط با رودخانه‌های جوی در ایران

نویسندگان
حسن لشکری
ندا اسفندیاری
دانشگاه شهید بهشتی دانشکده علوم زمین
10.29252/jsaeh.7.2.187
چکیده
رودخانه‌های جوی ساختارهایی طولانی- باریک و متمرکز از شار بخارآب هستند که با بارش‌های فرین و سیلاب‌ها ارتباط بسیار نزدیکی دارند و مناطق خشک و نیمه‌خشک نسبت به این پدیده در آسیب‌پذیری بیشتری قرار دارند به همین جهت این مطالعه به شناسایی و معرفی بالاترین بارش‌های رخ‌داده به هنگام حضور رودخانه‌های جوی از نوامبر تا آوریل (۲۰۰۷-۲۰۱۸) پرداخت تا ضمن نشان دادن اهمیت این پدیده در ایجاد بارش‌های ابرسنگین و معرفی مناطق متأثر از آن عوامل همدید مؤثر بر آن‌ها را تحلیل کند. به‌منظور شناسایی رودخانه‌های جوی از داده‌های انتگرال قائم شار بخارآب استفاده شد و آستانه‌هایی مستند بر روی آن‌ها اعمال گردید. تاریخ رخداد هر رودخانه جوی با بارش روزانه آن‌ها موردبررسی قرار گرفت و ده مورد از بالاترین رخدادهای بارش ایستگاهی (معادل صدک ۹۵ ام از حداکثر بارش‌ها) مرتبط با رودخانه‌های جوی معرفی و تحلیل گردید. نتایج نشان داد دریاهای گرم جنوبی به‌طور مستقیم و غیرمستقیم منشأ عمده رودخانه‌های جوی مرتبط با بارش‌های ابرسنگین بوده است. منشأ اکثر این رودخانه‌های جوی در زمان اوج رخداد دریاهای سرخ، خلیج عدن و منطقه شاخ آفریقا می‌باشد. ازلحاظ همدیدی منشأ ۷ مورد از رودخانه‌های جوی از کم‌فشار سودانی و در سه مورد باقیمانده از سامانه‌های ادغامی بوده است. دینامیک غالب در وردسپهر بالایی برای تکوین و قوام رودخانه جوی جت جنب‌حاره‌ای بوده است. در سامانه‌های سودانی ساختار غالب جت تمایل نصف‌النهاری و در سامانه‌های ادغامی گرایش مداری حاکمیت داشته است. به دلیل حاکمیت یک جریان بالاسوی قوی در هم‌جواری بالاترین شار رطوبتی جریانات همرفتی شدید سبب بارش‌های ابرسنگین گردیده است و ایستگاه دارای بالاترین بارش در منطقه شرق و شمال غربی میدان امگای منفی یا جریانات بالاسو قرار داشته است.
کلیدواژه‌ها
رودخانه‌های جوی
بارش ابرسنگین
تحلیل همدید
شار قائم بخارآب
ایران

عنوان مقاله English

Identification and synoptic analysis of the highest precipitation linked to ARs in Iran

نویسندگان English

Hassan Lashkari
Neda Esfandiari
The University of Shahid Beheshti
چکیده English

Identification and synoptic analysis of the highest precipitation linked to ARs in Iran



Abstract

Atmospheric rivers (ARs) are long-narrow, concentrated structures of water vapour flux associated with extreme rainfall and floods. Accordingly, the arid and semi-arid regions are more vulnerable to this phenomenon. Therefore, this study identifies and introduces the highest precipitation occurred during the presence of ARs from November to April (2007-2018). The study also attempted to demonstrate the importance of ARs in extreme precipitation, influenced areas and identifies the effective synoptic factors. To this end, integrated water vapour transport data were used to identify ARs, and documented thresholds applied. AR event dates were investigated by their daily precipitation, and eventually, ten of the highest precipitation events (equivalent to the 95th percentile of maximum precipitation) associated with ARs were introduced and analyzed. The results showed that most ARs associated with extreme precipitation directly or indirectly originated from the southern warm seas. So the Red Sea, the Gulf of Aden and the Horn of Africa were the major source of ARs at the time of maximum IVT occurred. Synoptically, seven AR events formed from the low-pressure Sudanese system and three events from integration systems. The subtropical jet was the dominant dynamic of the upper troposphere, which helped to develop and constant of ARs. Moreover, the predominant structure of jets had a meridional tendency in Sudanese systems, while it was a zonal orientation in integration systems. The intense convective flows have caused extreme precipitation due to the dominance of strong upstream flow besides having the highest moisture flux. The station had the highest precipitation has been located in the eastern and northwestern region of the negative omega field or upstream flows.



Keywords: Identification and synoptic analysis, highest precipitation, Ars, Iran.

کلیدواژه‌ها English

ARs
Extreme precipitation
Synoptic Analysis
IVT
Iran
۱- ابراهیمی نیک، مریم السادات؛ حسن لشکری. مجید آزادی. ۱۳۹۰. نقش موقعیت رودباد جنب‌حاره‌ای و قطبی بر ترسالی‌ها و خشک‌سالی‌های جنوب غرب ایران. پایان‌نامه کارشناسی ارشد وزارت علوم تحقیقات و فناوری، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی.
۲- کریمی، مصطفی؛ منوچهر فرج زاده. ۱۳۹۰. شار رطوبت و الگوهای فضایی- زمانی منابع تأمین رطوبت بارش‌های ایران. تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی، ۲۲: ۱۲۸-۱۰۹.
۲- سلیمی، سعدون؛ محمد سلیقه. ۱۳۹۵. تأثیر رودخانه‌های اتمسفری (ARS) بر آب‌وهوای ایران. پژوهش‌های جغرافیای طبیعی، ۴۸: ۲۶۴-۲۴۷.
۳- علیجانی، بهلول. ۱۳۸۷. مبانی آب و هواشناسی، چاپ چهاردهم. انتشارات سمت، تهران.
۴- قاسمی، احمدرضا؛ محمدعلی نصر اصفهانی، ناهید شادمانی. ۱۳۹۵. بررسی وجود و نقش رودخانه‌های جوی در ایجاد بارش‌های سیل‌آسا در غرب و جنوب کشور (مطالعه موردی: سیل‌های ۹ و ۲۱ آبان ۱۳۹۴). پایان‌نامه کارشناسی ارشد وزارت علوم تحقیقات و فناوری، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه شهرکرد.

5. Akbary, M.; S. Salimi, SA. Hosseini, & M. Hosseini. 2019. Spatio-temporal changes of atmospheric rivers in the Middle East and North Africa region. Int J Climatol, 39: 3976–3986. https://doi.org/10.1002/joc.6052
6. Blamey, RC.; AM. Ramos, RM. Trigo, et al. 2018. The influence of atmospheric rivers over the South Atlantic on winter rainfall in South Africa. J Hydrometeorol, 19:127–142. https://doi.org/10.1175/JHM-D-17-0111.1
7. Bao, J.; S. A. Michelson, P. Neiman, F. Ralph, & J. Wilczak. 2006. Interpretation of Enhanced Integrated Water Vapor Bands Associated with Extratropical Cyclones: Their Formation and Connection to Tropical Moisture. Monthly Weather Review, 134: 1063–1080. https://doi.org/10.1175/MWR3123.1
8. Cordeira, J.; M. Ralph, F. M. & B. J. Moore. 2013. The development and evolution of two atmospheric rivers in proximity to western North Pacific tropical cyclones in October 2010. Monthly Weather Review, 141(12): 4234-4255. https://doi.org/10.1175/Mwr-D-13-00019.1
9. Dacre, HF.; PA. Clark, O. Martinez-Alvarado et al. 2014. How Do Atmospheric Rivers Form? Bull Am Meteorol Soc, 96:1243–1255. https://doi.org/10.1175/BAMS-D-14-00031.1
10. Eiras-Barca, J.; AM. Ramos, & JG. Pinto, et al. 2018. The concurrence of atmospheric rivers and explosive cyclogenesis in the North Atlantic and North Pacific basins. Earth Syst Dyn, 9:91–102. https://doi.org/10.5194/esd-9-91-2018
11. Gimeno, L.; R. Nieto, M. Vázquez, & DA. Lavers. 2014. Atmospheric rivers : a mini-review. Front Earth Sci, 2:1–6. https://doi.org/10.3389/feart.2014.00002
12. Guan, B., & DE. Waliser. 2015. Detection of atmospheric rivers: Evaluation and application of an algorithm for global studies. J Geophys Res 120:12,514-12,535. https://doi.org/10.1002/2015JD024257
13. Kim, H.M.; Y. Zhou, & M.A. Alexander. 2017. Changes in atmospheric rivers and moisture transport over the Northeast Pacific and western North America in response to ENSO diversity. Clim. Dyn, 0: 1–14. https://doi.org/10.1007/s00382-017-3598-9
14. Knippertz, P.; H. Wernli, & G. Gläser. 2013. A global climatology of tropical moisture exports. Journal of Climate, 26(10): 3031–3045. https://doi.org/10.1175/JCLI-D-12-00401.1
15. Lavers, DA.; G. Villarini, RP. Allan, et al. 2012. The detection of atmospheric rivers in atmospheric reanalyses and their links to British winter floods and the large-scale climatic circulation. J Geophys Res Atmos, 117:1–13. https://doi.org/10.1029/2012JD018027
16. Newell, RE.; NE. Newell, Y. Zhu, & C. Scott. 1992. Tropospheric rivers?–A pilot study. Geophys Res Lett, 19:2401–2404. https://doi.org/10.1029/92GL02916
17. Ralph, FM.; MD. Dettinger, MM. Cairns, et al. 2018. Defining “atmospheric river”: How the Glossary of Meteorology helped resolve a debate. Bull Am Meteorol Soc, 99:837–839. https://doi.org/10.1175/BAMS-D-17-0157.1
18. Ralph, FM.; PJ. Neiman, & GA.Wick. 2004. Satellite and CALJET Aircraft Observations of Atmospheric Rivers over the Eastern North Pacific Ocean during the Winter of 1997/98. Mon Weather Rev, 132:1721–1745. https://doi.org/10.1175/1520-0493(2004)1322.0.co;2
19. Ralph, FM.; M. Dettinger, D. Lavers, I V. Gorodetskaya, A. Martin, M. Viale, AB.White, N. Oakley, J. Rutz, JR. Spackman, H. Wernli & J. Cordeira. 2017. Atmospheric rivers emerge as a global science and applications focus. Bulletin of the American Meteorological Society, 98: 1969–1973. https://doi.org/ 10.1175/BAMS-D-16-0262.1
20. Ralph, FM.; SF. Iacobellis, PJ. Neiman, et al. 2017. Dropsonde observations of total integrated water vapor transport within North Pacific atmospheric rivers. J Hydrometeorol, 18:2577–2596. https://doi.org/10.1175/JHM-D-17-0036.1
21. Ralph, FM.; PJ. Neiman, GA. Wick, et al. 2006. Flooding on California’s Russian River: Role of atmospheric rivers. Geophys Res Lett, 33:3–7. https://doi.org/10.1029/2006GL026689
22. Ramos, AM,.; RM. Trigo, MLR. Liberato, & R. Tomé. 2015. Daily Precipitation Extreme Events in the Iberian Peninsula and Its Association with Atmospheric Rivers*. J Hydrometeorol, 16:579–597. https://doi.org/10.1175/jhm-d-14-0103.1
23. Rutz, JJ.; WJ. Steenburgh, & FM. Ralph. 2014. Climatological Characteristics of Atmospheric Rivers and Their Inland Penetration over the Western United States. Mon Weather Rev, 142:905–921. https://doi.org/10.1175/MWR-D-13-00168.1
24. Zhu, Y., & RE. Newell. 1998. A Proposed Algorithm for Moisture Fluxes from Atmospheric Rivers. Mon Weather Rev, 126:725–735. https://doi.org/10.1175/1520-0493(1998)1262.0.CO;2
تحلیل فضایی مخاطرات محیطی
دوره 7، شماره 2 - شماره پیاپی 26
تابستان 1399
صفحه 187-206