واکاوی مقدار و فراوانی بارش روزانه­ ی غرب - جنوب غرب ایران در رابطه با فعالیت کم فشار دریای سرخ طی دوره ی آماری 2016-1979

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استاد اقلیم شناسی، دانشگاه زنجان، ایران

2 دانشجوی دکتری تغییر اقلیم، دانشگاه زنجان، ایران

10.22131/sepehr.2022.254787

چکیده

بارندگی یک عنصر مهم و تأثیرگذار بر جوامع و فعالیت­های انسانی است؛ بهطوریکه امروزه رکن اصلی مطالعات در کلیه برنامه­ریزی­های محیطی و اقتصادی بهشمار میرود. نظر به اهمیت این عنصر اقلیمی، در پژوهش حاضر تلاش شده است که تغییرات مقدار، فراوانی بارش روزانه­ی غرب، جنوبغرب ایران طی دورهی آماری (2016- 1979) ارزیابی شود. در راستای انجام این پژوهش از دو نوع  پایگاه داده، پایگاه داده محیطی شامل بارش، (مستخرج از پایگاه داده اسفزاری) و پایگاه دادههای جوی شامل ارتفاع ژئوپتانسیل (مستخرج از پایگاه داده مرکز اروپایی پیشبینی میانمدت جوی موسوم به ECMWF) استفاده شده است. همچنین بهمنظور شناسایی چرخندها از یک الگوریتم عددی استفاده شد. براساس این الگوریتم طی کل دورهی آماری، 459 مرکز چرخندی شناسایی شد. نتایج نشان داد که کمینهی میانگین بارش روزانه در محدودۀ مورد بررسی در طی کل دورهی آماری، بخش­هایی از جنوب، جنوبغرب و شمال­شرق را در برگرفته است. در زمان فعالیت کمفشار دریای سرخ  بخش­های جنوب و جنوبغرب منطقه مورد مطالعه زیر پوشش بارش قرار میگرفته است. بیشینهی بارش در شرایط عمومی و نیز به هنگام فعالیت کمفشار دریای سرخ در بخش­هایی از شمال­غرب، غرب و شرق محدودهی مورد مطالعه (منطبق بر ارتفاعات زاگرس) با پهنههای زیر پوشش مختلف متمرکز بوده است. درصد مساحت توأم با بیشینۀ بارش در زمان فعالیت کمفشار دریای سرخ بیشتر بوده است. کمینهی شمار روزهای بارانی نیز در طی کل دوره و نیز در زمان فعالیت کمفشار دریای سرخ در قسمت­های جنوب و جنوبغرب منطقهی مورد مطالعه با درصد مساحت­های متفاوت برتری داشته است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Analyzing the amount and frequency of daily precipitation in west and southwest Iran during the statistical period of 1979- 2016 affected by the Red Sea low pressure

نویسندگان [English]

  • Hossein Asakereh 1
  • Skineh Khani Temeliyeh 2
1 Professor of Climatology, University of Zanjan, Zanjan, Iran
2 Ph.D condidate of Climatology (climate change), University of Zanjan, Zanjan, Iran
چکیده [English]

Extended Abstract
Introduction
As an influential element of climate, precipitation affects human activities and societies. It is thus considered to be the essence of any study conducted as a part of environmental and economic planning. Precipitation in Iran, especially in its west and southwest is affected by thermal, dynamic, and thermodynamic low-pressure centers such as the Red Sea trough. The trough is an extension of Sudanese low-pressure with a central pressure of about 1006 hPa. The Red Sea is stretched in a southeast to northwest direction and thus connects tropical and subtropical regions. Considering the importance of the Red Sea low-pressure system for precipitation events in west and southwest Iran, any change in this system will affect precipitation patterns in the region. Analyzing the activity of this system and resulting precipitation in west and southwest Iran will thus provide more accurate understanding of the climate of this region.
 
Materials and methods
Environmental and precipitation data retrieved from Asfezari national database and atmospheric data (geopotential height) extracted from the European Center for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF) were utilized in the present study. A numerical algorithm was also used to identify the cyclones. The algorithm identified 459 cyclones in the statistical period.
 
Results and discussion
Time distribution of days in which the Red Sea trough is active showed increased activity in summer (198 days) especially August (99 days) and spring (178 days) especially April. However, the Red Sea trough showed decreased activity in autumn and winter. Activities of the Red Sea trough have shown a slightly decreasing but significant annual trend during the statistical period. A sharply and significantly decreasing slope can be observed in summer which results in a decreasing annual trend. Average daily precipitation of the study area in the statistical period ranged from 0 to 2.5 mm. The minimum average precipitation (less than 1 mm) was observed in 29.58% of the study area while maximum average precipitation (more than 2 mm) was observed in 3.64% of the study area. The largest part of the study area (66.87%) experienced an average daily precipitation of 1 to 2 mm. Moreover, 24.28% of the region with minimum precipitation (less than 1 mm) was located in the south and southwest of the study area. This indicates a relatively less severe impact of the Red Sea trough in this area. Around 70.88% of the study area has experienced a precipitation between 1 and 2 mm. Subtracting average daily precipitation recorded throughout the statistical period from the average daily precipitation occurring simultaneously with the activities of the Red Sea trough showed a positive anomaly (more than 0.4 mm) in the north and northeast of the study area. Therefore, it can be inferred that most of the precipitation in this area is originated over the Red Sea. It seems that the presence of the Zagros Mountains has also had a significant effect on precipitation in the study area. Areas with a negative anomaly (less than -0.4 mm) in which precipitation is not affected by the Red Sea trough include spatially scattered regions in Khuzestan, and Kohkiluyeh and Boyer-Ahmad provinces (0.74% of the study area). In other words, precipitation associated with the activity of the Red Sea trough was less than the total precipitation, and thus, most of the precipitation in these regions has other sources.
 
Conclusion
Results indicated that during the statistical period, minimum average daily precipitation has occurred in south, southwest, and northeast of the study area. Moreover, south and southwest of the study area experienced precipitation simultaneously with the activity of the Red Sea trough. The maximum precipitation in either cases (during the statistical period and also during the activity of the Red Sea trough) has been concentrated in parts of the northwest, west, and east of the study area (along the Zagros mountain range). Significant latitude difference between the north and south of the study area, and existence of the Zagros Mountains and consequently the heterogeneous topography have created two different zones in the study area experiencing minimum and maximum precipitation. In the presence of the Red Sea trough, a higher percentage of the study area experienced maximum precipitation. The frequency of days with more than one millimeter precipitation and their spatial distribution showed that under general conditions, the maximum precipitation has occurred in the north, northwest, west, and east covering 61.11% of the study area. Kurdistan province has recorded a maximum precipitation in more than 3500 days under the influence of different air masses. More than 73% of the factors associated with precipitation in Iran, especially in its northwest, west, and southwest are various synoptic systems (cyclones and short waves) entering the country from the Mediterranean with westerly winds. The minimum number of rainy days during the whole statistical period and also during the low-pressure activity of the Red Sea were also recorded in the southern and southwestern parts of the study area.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Daily average precipitation
  • Number of rainy days
  • Red Sea low pressure
  • West and Southwest of Iran
1- انصاری، سپهدار، (1382). بررسی سینوپتیکی سیستم‌‌های سیل‌­زا در حوضه‌های آبریز کهگیلویه و بویر احمد، پایان‌نامه کارشناسی‌ارشد گرایش اقلیم‌شناسی و برنامه‌ریزی محیطی، استاد راهنما، علیجانی، بهلول؛ دانشگاه تربیت معلم، دانشکده ادبیات و علوم انسانی.
2- براتی، محمد، (1389). بررسی همدید کنش­‌های چرخندی بر روی ایران در سال 1372، پایان­‌نامه کارشناسی ارشد گرایش اقلیم­‌شناسی، استادان راهنما، موحدی، سعید، مسعودیان، سید ابوالفضل؛ دانشگاه اصفهان، دانشکده ادبیات و علوم انسانی.
3- بیات، سلیقه، اکبری؛ علی، محمد، مهری، (1396). اقلیم‌شناسی سیکلون­‌های باران‌زای زمستانه‌­ی ایران،  نشریه تحلیل فضایی مخاطرات محیطی، سال چهارم، شماره 2.
4- پرک، روشنی، علیجانی؛ فاطمه، احمد، بهلول، (1394). واکاوی همدیدی سامانه­ کم‌فشار سودانی در رخداد ترسالی ­ها و خشکسالی­‌های نیمه جنوبی ایران، جغرافیا و مخاطرات محیطی، شماره  پانزدهم، صص 90-75.
5- پورآتشی، مرادی، فتاحی؛ محبوبه،  محمد، ابراهیم، (1397). بررسی اثر تغییر دما و باد در سامانه‌های کم‌فشار جنوبی، نشریه تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی، سال بیستم، شماره 57، صص 241-223.
6- جعفرپور، ابراهیم، (1381). اقلیم‌­شناسی، انتشارات دانشگاه تهران، چاپ پنجم، صص372.
7- جهانبخش اصل، ذوالفقاری؛ سعید، حسن، (1381). بررسی الگوهای سینوپتیک بارش‌های روزانه در غرب ایران، تحقیقات جغرافیایی، شماره 1-4، دوره 17- 16، صص. 234-258.
8- جهانبخش اصل، ساری صراف، عساکره، شیرمحمدی؛ سعید، بهروز، حسین، سهیلا، (1399). واکاوی تغییرات زمانی- مکانی بارش‌های بحرانی (فرین بالا) در غرب ایران طی سال‌های 2016- 1965، نشریه تحلیل فضایی مخاطرات محیطی، سال هفتم، شماره 1، صص106-89..
9- حسینی‌دولت‌قلعه، حسین، (1391). نگرشی بر الگوهای همدیدی مولد بارش‌های سنگین استان کردستان، پایان‌نامه کارشناسی ارشد، استاد راهنما، صلاحی، برومند، دانشگاه محقق اردبیلی، دانشکده علوم انسانی.
10- حیدری، خوش‌­اخلاق؛ محمدامین، فرامرز، (1397). واکاوی اثر گرمایش جهانی بر منطقه کم‌فشار سودان - دریای سرخ و ارتباط آن بر بارش‌های جنوب‌غرب ایران ، شماره 2، جغرافیا و برنامه‌ریزی محیطی، صص112- 91.
11- دوستان، دریکوند؛ رضا، محمد، (1392). تحلیل سینوپتیکی بارندگی‌­های سنگین و فراگیر غرب ایران، دومین کنفرانس بین‌المللی مخاطرات محیطی، صص 1-9.
12- رسولی، بابائیان، قائمی، زواررضا؛ علی اکبر، ایمان، هوشنگ، پیمان، (1397). تحلیل سر­های زمانی فشار مراکز الگوهای سینوپتیکی مؤثر بر بارش‌های فصلی ایران، شماره 27، جغرافیا و توسعه، صص 88-77.
13- رضیئی، عزیزی؛ طیب، قاسم، (1387). برررسی توزیع مکانی بارندگی فصلی و سالانه در غرب ایران، شماره 65، پژوهش‌­های جغرافیای طبیعی، صص 108-93.
14- ساری صراف، حاتمیان؛ بهروز، کیوان، (1387). تعیین عوامل مؤثر در ناحیه‌بندی بارش‌های غرب ایران، شماره 1،  فصل­نامه جغرافیای طبیعی، صص70- 55.
15- ستوده، علیجانی، سلیقه، اکبری؛ فاطمه، بهلول، محمد، مهری، (1397). اثر کوه‌های زاگرس بر چرخندهای بارش­زای ایران، پژوهش‌­های جغرافیای طبیعی، شماره 4، دوره‌ی 50، صص 653-639.
16- عساکره، حسین، (1387). کاربرد روش کریجینگ در میان‌یابی بارش مطالعه موردی: میان‌یابی بارش 26/12/1376 درایران‌زمین، شماره 12، جغرافیا و توسعه، صص42-25.
17- عساکره، قائمی، رضایی؛ حسین، هوشنگ، شیما، (1395). بررسی مکانیسم گسترش و شدت کم‌فشار  دریای سرخ، شماره 21، مجله آمایش جغرافیایی فضا،  فصل­نامه علمی- پژوهشی دانشگاه گلستان، سال ششم، صص 89- 77.
18- علیجانی، بهلول، (1381). شناسایی تیپ‌های هوای باران‌آور شهر تهران بر اساس محاسبه چرخندگی، شماره 64 و 63، فصل­نامه تحقیقات جغرافیایی، صص 132-114.
19- علیجانی، بهلول، (1385) . اقلیم‌شناسی سینوپتیک، انتشارات سمت، چاپ دوم، صص 258.
20- علیجانی، بهلول، (1385) . آب و هوای ایران، انتشارات دانشگاه پیام‌­نور، تهرن.
21- غیور، مسعودیان، آزادی، نوری؛ حسنعلی، سید ابوالفضل، مجید، حمید، (1392). تحلیل زمانی و مکانی رویدادهای بارشی سواحل جنوبی خزر، فصل­نامه تحقیقات جغرافیایی، (25) 100: 30-1.
22- فاروقی، زرین، مفیدی؛ آیدا، آذر، عباس، (1397). بررسی بارش حاصل از سامانه‌های کم‌فشار عبوری از جنوب‌غرب آسیا(فصل زمستان 2014- 210)، دومین کنفرانس ملی آب و هواشناسی ، صص1177-1182.
23- فنودی، امیدوار، مزیدی؛ محسن، کمال، احمد، (1396). واکاوی تأثیر سامانه کم‌فشار سودانی بر بارش‌های رگباری ناحیه کوه­پایه­‌ای داخلی ایران، فصنامه تحقیقات جغرافیای طبیعی، سال دهم، شماره 35، صص 74-61.
24- قائدی، موحدی، مسعودیان، رحیمی؛ سهراب، سعید، سید ابوالفضل، داریوش، (1390). تأثیر فرود دریای سرخ بر بارش ایران. پژوهش‌­های جغرافیایی، شماره 1. صص 78-63.
25- کیانی، لشکری، قائمی؛ مهرداد، حسن، هوشنگ، (1398). واکاوی اثر رشته‌کوه‌های زاگرس بر تغییرات بارش‌های سودانی در غرب ایران، جغرافیا و برنامه‌­ریزی محیطی، سال 30، پیاپی 75، شماره 3، صص40-17.
26- گندمکار، امیر، (1391). مدیریت بحران وقوع سیل در شهر اصفهان با استفاده از سامانه‌های جوی، فصل‌نامه تحقیقات جغرافیایی، سال 27، شماره دوم، صص 18175-18161.
27- گندمکار، خادم‌­الحسینی؛ امیر، احمد، (1388). بررسی روند تغییرات بارش در زابل، نشریه آمایش محیط، (2) 6: 76-65.
28- لشکری، حسن، (1375). الگوهای سینوپتیکی بارش‌های شدید جنوب و جنوب‌غرب ایران، رساله دکتری
29- لشکری، حسن، (1382). مکانیسم تکوین، تقویت و توسعه مراکز کم‌فشار سودانی و نقش آن بر روی بارش‌های جنوب و جنوب‌غرب ایران، پژوهش­‌های جغرافیایی، ش46، صص18-1.
30- لشکری، متکان، آزادی، محمدی؛ علی اکبر، مجید، زینب، حسن، (1395). تحلیل همدیدی نقش پرفشار عربستان و رودباد جنب‌حاره‌ای در کوتا­ه‌­ترین طول دوره بارشی جنوب و جنوب‌غرب ایران ، فصل­نامه علوم محیطی، دوره چهاردهم، شماره 4، صص 59 - 74.
31- محمدی، فتاحی، شمسی‌­پور، اکبری؛ حسین، ابراهیم، علی اکبر، مهری، (1391). تحلیل دینامیکی سامانه‌های سودانی و رخداد بارش‌های سنگین در جنوب‌غرب ایران، نشریه تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی سال دوازدهم، شماره 24، صص 24-7.
32- محمدی، لشکری؛ زینب، حسن، (1397). نقش توپوگرافی در تشدید بارش‌های جنوب و جنوب‌غرب ایران مطالعه موردی: روز 3 دسامبر 2015، فصل­نامه جغرافیای طبیعی، سال یازدهم، شماره 40صص 33- 17.
33- محمدی، لشکری؛ فهیمه، حسن، (1398). بررسی تغییرات بارش سامانه‌­ی کم‌فشار سودان طی روند تاریخی در منطقه‌ی جنوب‌غرب ایران، پژوهش‌­های جغرافیای طبیعی، دوره‌ی51 ، شماره 2، صص 387-373.
34- مسعودیان، سید ابوالفضل، (1388). نواحی بارشی ایران، جغرافیا و توسعه، شماره 13، صص 91-79.
35- مسعودیان، سید ابوالفضل، (1390). آب و هوای ایران، چاپ اول، مشهد، انتشارات شریعه توس.
36- مسعودیان، رعیت‌پیشه، کیخسروی‌کیانی؛ سیدابوالفضل، فاطمه، محمد صادق، (1393). معرفی و مقایسه­‌ی پایگاه دادة بارشی TRMM3B43 و پایگاه دادة بارش اسفزاری، مجله ژئوفیزیک ایران. شماره 4. صص. 31-15.
37- مسعودیان، سیدابوالفضل، (1398). گزارش بارش‌های اسفند 1397 و فروردین 1398 حوضه‌های سیل زده ایران، هیأت ویژه گزارش ملی سیلاب. کارگروه اقلیم‌شناسی و هواشناسی. منتشر نشده.
 38- مظفری، شفیعی؛ غلامعلی، شهاب، (1395). واکاوی زمانی - مکانی بارش‌های حدی مناطق غربی ایران، فصل­نامه جغرافیایی سرزمین، شماره 52، صص 94-77.
39- مفیدی، عباس، (1383). اقلیم­‌شناسی بارش‌های سیل­‌زا با منطقه دریای سرخ در خاورمیانه. تحقیقات جغرافیایی . شماره 19. صص 91-73.
40- مفیدی، زرین؛ عباس، آذر، (1384). بررسی سینوپتیکی تأثیر سامانه کم‌فشار سودانی در وقوع بارش‌های سیل‌زا در ایران . فصل­نامه تحقیقات جغرافیایی . شماره77 . صص 136-113.
41- یارنال، برت، اقلیم‌­شناسی همدید و کاربرد آن در مطالعات محیطی، ترجمه مسعودیان، سید ابوالفضل، 1385، چاپ اول دانشگاه اصفهان.
42- Alpert, P., Neeman, B. U., & Shay – El, Y. (1990): Intermonthly Variability of Cyclone Tracks in the Mediterranean. Journal of Climate, 3, 1474-1478.
43- Bitan, A., & Saaroni, H. (1992): the horizontal and vertical extension of the Persian gulf pressure trough. International Journal Of climatology, 12, 733-747.
44- Blender, R.; K. Fraedrich, & F. Lunkeit. (1997). Identification of cyclone track regimes in the North Atlantic. Quarterly Journal of the Royal Meteorology Society, 123: 727–741.
45- Chang. E. K. M., & Y. Fu. (2002) . Interdecadal Variations in  Northern Hemisphere  Winter Storm Track Intensity. Journal of  Climate 15 (6).pp  642- 658.
46- Collins, M., Knutti, R., Arblaster, J., Dufresne, J. L., Fichefet, T., Friedlingstein, P., ... & Shongwe, M. (2013). Long-term climate change: projections, commitments and irreversibility. In Climate Change 2013-The Physical Science Basis: Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (pp. 1029-1136). Cambridge University Press.‏
47- Dayan, U., & R. Abramsky. (1983) . Heavy rain in the Middle east related to unusaljetstream
properties. Bull.Amr.Met.Soc., Vol 64, No.10,pp. 1138- 1140.
48- Hewson,T. D. & Titley, H. A., (2010) . objective identification, typing and tracking of the complete life-cycles of cyclonic features at high spatial resolution, Meteor. Appl., 17, 355-381.
49- Hoskins, B.; & K. Hodges . ( 2002) . New Perspectives on the Northern Hemisphere Winter Storm Tracks. Journal of the Atmospheric Sciences, 59: 1041–1061.
50- Hui, F.; Jinming, H.U. & Daming, H.E. (2013). Trends in precipitation over the low latitude highlands of Yunnan, China, Journal of Geographical Sciences, 23(6): 1107-1122.
51- Jianting CHU, XIA Jun, XU Chongyu, LI Lu., & WANG Zhonggen. (2010). Spatial and temporal variability of daily precipitation in Haihe River basin, 1958–2007, Springer-Verlag, J Geogr Sci,  20(2): 248-260.
52- Kidron, G.J., & Pick, K. (2000): the limited rol of localized convective storms in runoff production in the western negev desert. Journal of hydrology, 229, 281-289.
53- Lan, F.; Changhe, L.; Biao, Y. & Zhao, C. (2012). Long-term trends of precipitation in the North China Plain, Journal of Geographical Sciences, 22(6): 989-1001.
54- Nastos. P,T, Zerefos, C,S. 2009. Spatial and Temporal Variability of Consecutive Dry and Wet Days in Greece, Atmospheric Research -01976, 1-13.
55- Tan, X.; Gan, T.Y.; Chen, S. & Liu, B. (2018). Modeling distributional changes in winter precipitation of Canada using Bayesian spatiotemporal quantile regression subjected to different teleconnections, Climate Dynamics, pp. 1-20.
56- Xiujing, M.; Shifeng, Z.; Yongyong, Z. & Cuicui, W. (2013). Temporal and spatial changes of temperature and precipitation in Hexi Corridor during 1955–2011, Journal of Geographical Sciences, 23(4): 653-667.
57- Yonglin, L.; Junping, Y.; Minyi, C.; Qunsheng, F.; Zhengyao, L. & Yingjie, Li. (2016). A graded index for evaluating precipitation heterogeneity in China, Journal of Geographical Sciences, 26(6): 673- 693.