Document Type : Research Paper

Authors

1 Ph.D Candidate in climatology,Kharazmi University

2 Associate professor,Kharazmi University

Abstract

 
Extended Abstract
Introduction
Precipitation is considered to be one of the most important elements of climate. It affects the distribution of other climate elements and thus, has played a prominent and significant role in recent studies especially those focusing on global climate change. Due to its geographical location, Iran climate is affected by various climate elements. As one of the most important components of general atmospheric circulation, jet streams affect the quality of precipitation (amount, intensity, temporal and spatial distribution, etc.). Jet streams are relatively narrow bands of strong wind traveling across very long distances at high altitudes of the troposphere (tropopause) forming a hypothetical wind tunnel.
 
Materials & Methods
The study area surrounds southwestern Iran including provinces of Khuzestan, Ilam, Chaharmahal and Bakhtiari, Kohkiluyeh and Boyer Ahmad, Bushehr and Fars. The present study applies statistical methods and synoptic climatology. Based on the library research, representative days were selected in accordance with the following conditions: 1. Precipitation must have occurred in cold season, since cold season events generally show various patterns due to multiple weather systems affecting precipitation in Iran. 2. A significant percentage of the total annual precipitation must have occurred on the specified day (for example, a precipitation in the 90th percentile in each station). 3. Precipitation must be pervasive (i.e. recorded in more than 70% of the stations in the study area). Three representative days, December 17th 2006, November 25th 2014, and January 17th 1996 were thus selected with the highest precipitation volume over a 30-year statistical period (1989-2018). Two climate databases (precipitation data collected from meteorological stations in the capital city of the previously mentioned provinces and NCEP/NCAR climate data separated based on a 2.5 degree pattern) were used for synoptic analysis of these precipitation events. First, daily precipitation recorded by synoptic stations of southwestern Iran on each of these days was obtained. Then, climatic parameters such as geopotential altitudes of 500 and 850 hPa, jet streams occurring at an altitude of 300 hPa, specific humidity at the 1000 hPa level and values of omega component (measuring upward and downward movement of air flow) at the 500 and 850 hPa levels have been used to explore the relationship between these precipitations and jet streams in troposphere. Finally, GrADS was used to map the previously mentioned parameters. The relationship between precipitation occurrences across different stations of southwestern Iran and troposphere jet streams was exhibited based on an analysis of jet stream maps, moisture flows and other climatic parameters at various atmospheric levels.
 
Results & Discussion
The relationship found between previously mentioned precipitation events and tropospheric jet streams shows that in each of these events, the jet stream is a westerly wind meandering toward southwest or northeast in the study area and extending throughout North Africa and the Middle East. Central core of the jet stream was traveling above the study area with a speed of 35 to 60 meters per second. The present study indicates that in these three days of heavy precipitation, the jet stream axis has affected the study area in a southwest-northeast direction. Moreover, a cyclone is located at the 850 and 500 hPa levels approximately over eastern Mediterranean whose eastern side extends across southwestern Iran. Southwest-northeast direction of jet stream axis and eastern side of the Mediterranean Sea cyclone being extended toward the study area intensified instability in the lower atmospheric levels of the study area. Negative omega values at the 850 and 500 hPa levels (from -0.15 to -0.8 Pascal-second) indicates severe atmospheric instability in the study area.
 
Conclusion
Every year, southwestern regions of Iran face intensive, and pervasive rainfalls resulting in severe floods and damaging agricultural products, gardens, roads, facilities, industries, etc. The present study indicates that Mediterranean cyclones, westerly winds across the lower atmospheric levels, and the subtropical jet stream meandering in the southwest-northeast (in the meridian direction) direction across the upper atmospheric levels affects the study area. Precipitation in this region is mainly supplied by the moisture coming from warm southern seas (Red Sea, Arabian Sea, Sea of Oman, Persian Gulf, etc).
 

Keywords

1- آروین، سجادیان، قانقرمه، حیدری؛ عباسعلی،  سیدمحمد، عبدالعظیم، جلال (1394)، تأثیر رودباد جنب حاره‌ای بر بارش‌های روزانة بیش از ده میلی‌متر در حوضة زاینده‌رود، نشریه پژوهش‌های جغرافیای طبیعی، دوره 47، شماره 1.
2- دارند؛ محمد (1394)، واکاوی بسامد رخداد رودبادها هنگام بارش‌های سیل‌آسای استان کردستان، نشریه جغرافیا و مخاطرات محیطی، سال چهارم، شماره 13.
3- زکی‌زاده، سلیقه، اکبری؛ بهروز، محمد، مهری (1397)، تحلیل آماری و سینوپتیکی مـؤثرترین الگوی رودباد ایجادکننده بارش‌های سنگین ایران، مجله مخاطرات محیط طبیعی، سال هفتم بهار 1397، شماره 15، صص 48-31.
4- سعیدآبادی، آب‌خرابات، نجفی؛ رشید، شعیب، محمدسعید (1394)، موقعیت رودباد جبهه قطبی در ارتباط با بارش‌های سنگین و شار رطوبت ترازهای پایین غرب ایران، نشریه محیط‌شناسی، دوره 41، شماره 4.
5- سلیقه، محمد (1395)، آب و هواشناسی سینوپتیک ایران، انتشارات سمت، چاپ اول.
6- شمسی‌پور، سیف‌اله‌کاکی، جاسمی؛ علی‌اکبر، سیدمیثم، ایوب (1397)، واکاوی همدیدی- ترمودینامیکی بارش‌های سنگین غرب و جنوب‌غرب ایران (مطالعه‌موردی 12 تا 15 آوریل 2016)، نشریه جغرافیا و مخاطرات محیطی، سال بیست و دوم، شماره 64.
7- صلاحی، عالی‌جهان؛ برومند، مهدی (1392)، تحلیل سینوپتیک مخاطرات اقلیمی شهرستان یاسوج (مطالعه‌موردی: بارش سنگین 20 اسفند 1389)، فصلنامه جغرافیا و مخاطرات محیطی، شماره پنجم، صص 73-89.
8- علیجانی، بهلول (1374)، آب وهوای ایران، انتشارات دانشگاه پیام‌نور .
9- علیجانی، کاویانی؛ بهلول، محمدرضا (1371)، مبانی آب وهواشناسی، انتشارات سمت، تهران .
10- علیجانی؛ بهلول (1381)، اقلیم‌شناسی سینوپتیک. انتشارات سمت.
11- علیجانی، خسروی، اسمعیل‌نژاد؛ بهلول، محمود مرتضی (1389)، تحلیل همدیدی بارش سنگین ششم ژانویه 2008در جنوب‌شرق ایران، نشریه پژوهش‌های اقلیم‌شناسی، سال اول، شماره سوم و چهارم.
12- فرج‌زاده اصل، لشگری، خورانی؛  منوچهر، حسن، اسدالله (1386)، تحلیل موقعیت رودباد در رابطه با سامانه‌های بارشی غرب کشور (استان‌های ایلام و کرمانشاه)، فصلنامه مدرس علوم انسانی ویژه‌نامه جغرافیا، صص 239-256.
13- قانقرمه، روشن؛ عبدالعظیم، غلامرضا (1394)، ارزیابی نقش رودباد جنب حاره‌ای در کنترل بارش‌های ایران، مجله جغرافیا و برنامه‌ریزی محیطی، سال 26، شماره3.
14- قویدل‌رحیمی، حاتمی؛ یوسف، داریوش (1395)، تحلیلی از اوضاع جوّی بارش سنگین منجر به مخاطره سیل 8 اسفند 1388 ایوان‌غرب، فصلنامه علمی-پژوهشی فضای جغرافیایی، سال شانزدهم، شماره 55، صص 1.
15- کرمی، اسدی، حاجی‌محمدی؛ مختار، مهدی، حسن (1395)، تحلیلی بر ساختار منطقه‌ای جوّ در زمان رخداد بارش برف سنگین در استان کرمان، سامانه‌های سطوح آبگیر باران، دوره چهارم، جلد11.
16- لشکری، خورشید دوست، رضایی بنفشه، شیرزاد؛ حسن، علی‌محمد، مجید، علی‌اصغر (1391)، تحلیل آماری همدیدی مؤثرترین الگوی رودباد موجد بارش‌های فراگیر فصل زمستان در ایران، کنگره بین‌المللی جغرافیدانان اسلام.
17- محمدی، مسعودیان؛ بختیار، ابوالفضل (1389)، تحلیل همدید بارش‌های سنگین ایران (مطالعه‌موردی: آبان‌ماه 1373)، فصلنامه جغرافیا و توسعه، شماره 19، صص47-70.
18- مسعودیان؛ ابوالفضل (1390)، آب و هوایی ایران، انتشارات دانشگاه اصفهان.
19- مظفری، شفیعی؛ غلامعلی، شهاب، (1396)، تحلیل فضایی فراوانی رودبادهای مـؤثر در بارش‌های فرین غرب ایران، فصلنامه پژوهش‌های جغرافیای طبیعی، دوره 49، شماره 1، صص 85-100.
20- مفیدی؛ عباس (1383)، اقلیم‌شناسی سینوپتیکی بارش‌های سیل‌زا با منشاء منطقه دریای سرخ در خاورمیانه، فصلنامه تحقیقات جغرافیایی، شماره 75، صص 71-92.
21- مفیدی، زرین؛ عباس، آذر (1384)، تحلیل سینوپتیکی ماهیت سامانه‌های کم‌فشار سودانی (مطالعه‌موردی: توفان دسامبر2001)، فصلنامه جغرافیایی سرزمین، دوره2، شماره2(پیاپی6) صص26-50.
22- Lewis, J.M., Ooishi’s Observation: Viewed in the Context of Jet Stream Discovery. Bull. Amer. Meteor. Soc., 84, 357–369, (2003).
23- Prezerakos, N. G., Flocas, H. A., & Brikas, D. (2006). The role of the interaction between polar and subtropical jet in a case of depression rejuvenation over the Eastern Mediterranean. Meteorology and Atmospheric physics, 139-151.
24- Smith W Younkin R.J An Operationally Useful Relationship Between the Polar Jet Stream and Heavy Precipitation . National Meteorological Center - 22 March 1972- p: 552-657.
25- Sonja Molnos, T. M. (2017). A network-based detection scheme for the jet stream. Earth Syst. Dynam(8), 75-89.