تحلیل فضایی مخاطرات محیطی

تحلیل فضایی مخاطرات محیطی

واکاوی مقایسه‎ای رخدادهای فرین برفی ایران با تأکید بر موقعیت تاوه‎قطبی و الگوهای پیوندازدور

نویسندگان
دانشگاه خوارزمی
چکیده
رخداد فرین برفی که ممکن است در هر زمانی از دوره سرد سال رخ دهد، اثرات اقتصادی و اجتماعی مهمی را به همراه دارد. بنابراین، پیامدهای اقتصادی و اجتماعی ناشی از این رخدادها، اهمیت شناسایی سازوکارهای همدیدی مرتبط با رخدادهای فرین برفی را آشکار می‎سازد. به‎منظور دست‎یابی به این هدف، با استفاده از داده‎های روزانه بارش و دمای ایران در دوره آماری 2016-1951 و براساس معیارهای چندگانه، دو دوره‎ سه-روزه رخداد فرین برفی ایران در دورههای 9-7 فوریه 1972 و 4-2 فوریه 1988، شناسایی شد. پس از انتخاب نمونه‎ها، واکاوی آماری نمایه‎های پیوندازدور انجام شد و سپس، با استفاده از داده‎های بازواکاوی NCEP-NCAR، به ترسیم الگوهای ترکیبی از وضعیت سطح زمین و وردسپهر زیرین، میانی و زِبرین به‎شکل میانگین سه-روزه پرداخته شد. نتایج به‎دستآمده از واکاوی نمایه‎های پیوندازدور و مطابقت آن‎ها با الگوهای همدیدی، نشانگر ضعیف‎شدن تاوه قطبی وردسپهری و تقسیم‎شدن آن بهشکل چند مرکز در دورههای رخداد فرین برفی مورد بررسی است. در رخداد 9-7 فوریه 1972، گرچه این مراکز به‎سمت عرض‎های میانی جابه‎جا شده‎اند ولی به‎طور کامل از منطقه شمالگان دور نشده و تا اندازه‎ای موقعیت خود را در این منطقه حفظ کرده‎اند. در رخداد 4-2 فوریه 1988، مراکز تاوه، جابه‎جایی استواسوی بیشتری به عرض‎های میانی نشان داده‎اند که پدیدار شدن فازهای منفی NAM و AO نیز نمایانگر چنین وضعیتی است. به‎هرحال، در هر دو رخداد، مرکز قوی و اصلی تاوه قطبی وردسپهری، در نیمکره شرقی و بنابراین در موقعیتی نزدیک به ایران قرار داشته است. ضعیف‎شدن رودباد جنب‎حاره در نیمکره شرقی و بهویژه در محدوده دریای مدیترانه، سبب انتقال زبانه‌هایی از تاوایی پتانسیل به‎سمت عرض‎های میانی شده است. پیشروی استواسوی این زبانه‎ها، شکل‎گیری ناوه‎های ارتفاعی را در مناطق غربی و شرقی دریای مدیترانه سبب شده که همراه با پشته پرارتفاع میان آن‎ها، به شکل‎گیری الگوهای بندال امگا و شارش شکافته‎شده به‎ترتیب در رخدادهای فوریه 1972 و 1988 در این محدوده جغرافیایی منجر شده است. مرز جنوبی پیشروی ناوه‎ها را پربند معرّف لبه تاوه با ارتفاع 552 ژئوپتانسیل دکامتر مشخص کرده که تا نیمه جنوبی ایران امتداد داشته است و در دوره رخداد فرین فوریه 1972 در مقایسه با الگوی مربوطبه رخداد فرین فوریه 1988، پیشروی استواسوی بیشتری به عرض‎های میانی و درنتیجه، بر فراز ایران داشته است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Comparative analysis of extream snowfall events in Iran with emphasis on the position of the polar vortex and teleconnection patterns

نویسندگان English

Masoumeh Alidadi
Bohlol Alijani
Mohammadhossein Nasserzadeh
zahra Hejazizadeh
چکیده English



Comparative analysis of snowfall events in Iran with emphasis on the location of the polar plateau and remote connection patterns



Abstract

Extream snowfall event that may occur at any time during the cold season, has significant social and economic implications. Therefore, the economic and social consequences of these events reveal the importance of identifying the synoptical mechanisms associated with the extream snowfall events. In order to achieve this goal, using daily precipitation and temperature data during the statistical period of 1951-1 2016 and based on multiple criteria, the two three-days extream snowfall events were identified during February 7-9, 1972 and February 2-4, 1988. After selecting samples, a statistical analysis of the teleconnection indices was done and then, using the NCEP-NCAR reanalysis data, the combined patterns of surface and lower, middle and lower troposphere were plotted in the form of three-days mean. Results obtained from analysis of teleconnection indices and their correspondence to the synoptic patterns indicate the weakening of the tropospheric polar vortex and its division into multi-centers in the periods of extream snowfall events. In the event of February 7-9, 1972, though the centers were moved to mid-latitudes, but they are not completely out of the Arctic and to some extent maintain their position in this area. In February 2-4, 1988, the vortex centers have shown a more equatorwards displacement towards the mid-latitudes that the emergence of negative phases of the NAM and AO represent such a situation. However, in both events, the strong and main center of the polar vortex is located in the eastern hemisphere and therefore in a state close to Iran. The weakening of the sub-tropical jetstream in the eastern hemisphere, especially in the Mediterranean, has resulted in the transmission of potential vorticity tabs to mid-latitudes. The equatorwards progress of these tabs has led to the formation of the trough in the western and eastern Mediterranean regions that accompany with a ridge between them, led to the formation of omega bundle patterns and split flow, respectively, in the events of February 1972 and 1988 in this geographical area. The southern boundary of the progress of the troughs has specified by index contour of the edge of the vortex by 552 gpdam, that extends to the southern part of Iran and in the February 1972, event compared with the pattern of the February 1988, had the more-equatorwards progress toward the middle latitudes, and as a result, over Iran.

Keywords: extream snowfall event, teleconnection, polar vortex, the edge of the vortex, blocking patterns.


کلیدواژه‌ها English

extream snowfall event
Teleconnection
Polar vortex
the edge of the vortex
blocking patterns
Baldwin. M. P., Gray. L. J., Dunkerton. T. J., Hamilton. K., Haynes. P. H., Randel. W. J., Holton. J. R., Alexander .M. J., Hirota .I., Horinouchi .T., Jones. D. B. A., Kinnersley. J. S., Marquardt. C., Sato .K., Takahashi. M Sato .K., Takahashi. M. 2001. The Quasi-Biennial Oscillation, Reviews of Geophysics, 39: 179-229.
Balinger. T. J., Alen. M. J., Rohli. R. V. 2014. Spatiotemporal analysis of the January Northern Hemisphere circumpolar vortex over the contiguous United States, Geophysical Research Letters, 41: 3602-3608.
Bartolini. E, Claps. P, D’Odorico. P. 2010. Connecting European snow cover variability with large scaleatmospheric patterns, Advances in Geosciences, 26 :93–97.
Bednorz, E. 2008. Synoptic reasons for heavy snowfalls in the Polish-German lowlands. Theoretical and applied climatology, 92: 133–140.
Bednorz. E. 2014. Synoptic Study of the Heaviest Snowfalls in Poznan Since
1960/61 TO 2009/2010. ACTA CLIMATOLOGICA ET CHOROLOGICA, 7-16.
Blanchet, J.; C. Marty, and M. Lehning .2009. Extreme value statistics of snowfall in the Swiss Alpine region. Water Resource, 45, W05424, doi:10.1029/2009WR007916.
Borovko. I.V, Krupchatnikov. V.N. 2009. The Influence of Stratospheric Polar Vortex upon Lover Tropospheric Circulation, Numerical Analysis and Applications, 2: 118-130.
Esteban, P.; PH.D. Jones, J. Martin-Vide and M. Mases. 2005. Atmospheric circulation patterns related to heavy snowfall days in Andora, Pyrenees. International Journal of Climatology, 25: 319-329.
Ghatak, D.; G. Gong and A. Frei. 2010. North American Temperature, Snowfall, and Snow-Depth Response to Winter Climate Modes, Journal of Climate, 23: 2320-2332.
Graf. H. F and Walter. K. 2005. Polar vortex controls coupling of North Atlantic Ocean and atmosphere, Geophysical Research Letters, 32: 1-4, doi:10.1029/2004GL020664.
Kashki. A. R., Khoshhal., J. 2013. Investigation of the Role of Polar Vortex in Iranian First and Last Snowfalls, Journal of Geography and Geology, 5: 161-169.
Krichak, S. O.; J. S. Breitgand, S. Gualdi and S. B. Feldstein. 2014. Teleconnection–extreme precipitation relationships over the Mediterranean region. Theoretical and applied climatology, 117: 679–692.
Kunkel. K. E., Angel. J. R. 1999. Relationship of ENSO to snowfall and related cyclone activity in the contiguous United States, Journal of Geophysical Research, 104: 19425-19434.
Li. L., Li. C. Y., Song. J. 2012. Arctic Oscillation anomaly in winter 2009/2010 and its impacts on weather and climate. Science China Earth Sciences,.55: 567–579.
Morin, J.; P. Block, B. Rajagopalan, and M. Clark. 2008. Identification of large scale climate patterns affecting snow variability in the eastern United States. International Journal of Climatology, 28: 315-328. DOI: 10.1002/joc.1534.
Seager, R..; Y. Kushnir, J. Nakamura, M. Ting, N. Naik. 2010. Northern Hemisphere winter snow anomalies: ENSO, NAO and the winter of 2009/2010. Geophysical Research Letters, 37: 1-6.
Smith, C and N. Lawson. 2012. Identifying extreme event climate thresholds for greater Manchester, UK: examining the past to prepare for the future. Meteorological Applications, 19: 26-35. DOI: 10.1002/met.252
Sun, J.; H. Wang, W. Yuan and H. Chen. 2010. Spatial‐temporal features of intense snowfall events in China and their possible change. Journal of Geophysical Research, 115: 1-8.
Theobald, A.; H. McGowan, J. Speirs and N. Callow. 2015. A Synoptic Classification of Inflow-Generating Precipitation in the Snowy Mountains, Australia.. Journal of Applied Meteorology and Climatology, 54: 1713-1732.
Ueda, H.; A. Kibe, M. Saitoh and T. Inoue. 2014. Snowfall Variations in Japan and its Linkage with Tropical Forcing. International Journal of Climatology, 1-8, DOI: 10.1002/joc.4032.
Walter. K., Graf. H. F. 2006. Life cycles of North Atlantic teleconnections under strong and weak polar vortex conditions, J. R. Meteorol. Soc., 132: 467–483.
Wen. Ch ., Ke. W. 2009. Interannual Variability of the Winter Stratospheric Polar Vortex in the Northern Hemisphere and Their Relations to QBO and ENSO, Advances in Atmospheric Sciences, 26: 855-863.
Yan, Ge and G. Gavin. 2009. North American Snow Depth and Climate Teleconnection Patterns. International Journal of Climatology, 22: 217-233.
Yujiang, Y and L. Jiangfeng. 1999. The Wet-Dry Changes in Recent 40 Years in Taklimakan Area. Chinese Geographical Science, 9: 57-62.