تحلیل سینوپتیک و ترمودینامیک بارش سنگین و سیلابی روزهای 5 تا 8 آبان 1394 دراستان کرمانشاه

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استاداقلیم شناسی دانشگاه یزد

2 دانشجوی دکترای اقلیم شناسی دانشگاه یزد

10.22131/sepehr.2018.33581

چکیده

دراین پژوهش یکی ازسنگین ­ترین و فراگیرترین بارش های استان کرمانشاه (روزهای 27 تا 30 اکتبر 2015)  با هدف شناخت سازوکارهای مؤثر بر رخداد اینگونه رویدادهای فرین بررسی شد.جهت بررسی شرایط همدید و ترمودینامیک این پدیده داده های روزانه بارش روزهای  25 تا 31 اکتبر 2015استخراج و به منظور شناخت چگونگی ورود سیستم های سینوپتیک به منطقه از متغیرهای جو بالا استفاده شد. داده های مربوط به فشار تراز ایستگاه، ارتفاع ژئوپتانسیل، مؤلفههای مداری و نصفالنهاری با د و نم ویژه در ترازهای مختلف جو از پایگاه داده مربوط به داده های جو بالا، از مرکز پیش یابی اقلیم وابسته به اداره جو و اقیانوس ایالات متحده  (NCEP/NCAR)برداشت و سپس به منظور تحلیل سینوپتیکی بارش مذکور، نقشه های روزانه سطح زمین و سطوح 850،500 و250هکتوپاسکال در نرم افزارGrADS ترسیم شد. برای محاسبه شاخص های ناپایداری (KI،SI،SW، LI) نیزازداده های جو بالای ایستگاه کرمانشاه بهره برداری شد. تحلیل نقشه های تراز دریا بیانگر این است که گرادیان شدید فشاربین کم فشار سودان و پرفشار اروپایی عامل اصلی رخداد بارش فرین در منطقه می باشد ضمن این که ریزش هوای سرد عرضهای بالا توسط ناوهتاوهقطبی، تغذیه رطوبت از جنوب در تراز 850 هکتوپاسکال و بیشینه سرعت باد بر فراز منطقه در سطح 250 هکتوپاسکال، امکان بروز ناپایداریهای جوی و شروع بارندگی در غرب کشور را فراهم آوردهاند. نتایج نشان داد، طبق شاخص ناپایداریLI  در روز 28 اکتبر(روزاوج بارشها) رعد و برق پراکنده و براساس شاخص SI  درهمان روز رگبار پراکنده با احتمال خیلی ضعیف وجود دارد. طبق شاخص  KI  در روز اوج بارش ها، این احتمال به  60 تا 80 درصد می رسد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Synoptic and thermodynamic analysis of heavy precipitation in the Province of Kermanshah from October27 to 30,2015

نویسندگان [English]

  • Kamal Omidvar 1
  • Nesa Sepandar 2
  • Shahab Shafiee 2
1 Climatology professor at the University of Yazd
2 PhD student at the University of Yazd
چکیده [English]

Extended abstract
Among the natural disasters, floods involve the highesthuman casualties. The economic damages of flood in developing countries, including Iran, is much more, and its occurrence is very high particularly in the cold months of the year in the west of the country. By studying the synoptic maps of the Earth’s surface and the middle and upper levels of the atmosphere, many Earth-surface phenomena such as flood, based on the spatial arrangement of the pressurecurves or the height and the location of patterns on these maps, the pattern of daily weather conditions can be controlled and the origin of many of these phenomena can eventually be determined. Precipitation is the major climate phenomenon resulting from the complex interactions of the climate system and it has a complex behavior due to the bond with various components of the climate system. The occurrence of precipitation requires the provision of several conditions. The availability of moisture, deep instability and cooling, are the prerequisites for the occurrence of precipitation. All of these conditions must appear in its strongest state for the occurrence of super heavy rainfalls.The western region of Iran is a suitable area for exacerbating and extending rainfall and sometimes flooding due to the presence of mountains. This is because the role of mountains in in capturing air humidity plays a significant role in increasing the atmospheric precipitations.There are two types of approaches in synoptic studies: circulatory to environmental, and environmental to circulatory. In the study of precipitation, the environmental to circulatory classification and approach are used. The reason for thisis that, the temporal and spatial variations of rainfall are severe,and the environmental to circulatory method allows the researchers to concentrate on the precipitation and, consequently, on the synoptic patterns whichtheyintendtostudy.In this study, the heavy and pervasive rainfall in the province of Kermanshah on October 27-30, 2015, was selected and it was attempted to analyze the synoptic and thermodynamic conditions of the occurrence of this torrential rain. In this research, the environmental to circulatory approachwas used. To conduct such studies, two databases are required. In this paper, which was conducted with the aim of analyzing the heavy rainfall synoptic situation in Kermanshah province (on October 27-30, 2015), two databases have been used. First, the daily rainfall data from October 25 to 31, 2015 were extractedby referring directly to digital files sent by the stations to the Iranian Meteorological Organization, and then, the high atmospheric variables on the same date were used for synoptic and thermodynamic analysis of the aforementioned precipitation and to see how the synoptic systems entered the region. Data related to the station’s level pressure, geopotential height, orbital and meridional components of wind and moisture at different levels of the atmosphere from the database related to high atmosphere data were obtained from the United States National Oceanic and Atmospheric Administration’s (NOAA) National Center for Environmental Prediction, and National Center for Atmospheric Research (NCEP / NCAR) with a spatial resolution of 2.5 by 2.5 arc degrees. Then, for the synoptic analysis of the aforementioned rainfall, daily maps of the Earth’s surface and the levels of 850 and 500 hPa were plotted in the GrADS software. Drawings of these maps were carried out 48 hours prior to the start of the rainfall until the day of full stop. The instability indices KI, LI, SW and SI were also usedfor the thermodynamic analysis of the high atmosphere data of Kermanshah and obtaining the extent of instability in the study days. In the analysis of the Earth’s surface synoptic mapson the day of torrential rains, the southern system appearsas a low-pressure field and has the highest power in the Red Sea and Sudan region, and the low-pressurecurrent has been drawn to the center of Iran, and extends over a vast areafrom the east and south of the European high pressure to the west and center of Iran and the conditions of instability are dominant in these areas.  The ascending currents have increased because of the intensity of pressure reduction. It seems that the intense pressure gradient between the Sudan’s low-pressure and the European high-pressure current is one of the causes of the occurrence of torrential rains during the studied period in the province of Kermanshah. All stations in Kermanshah province have reported rainfalls under this very strong pressure and moisture from the Persian Gulf and Oman Sea. Enhancement of the low level system of the Earth’s surface and the downfall of cold weatherin high latitudes by polar troughat the level of 500 hpa contributes to the occurrence of atmospheric instability and the onset of rainfall in the west of the country. The trough is located on the eastern Mediterranean in such a way that, its axis at the end of the Mediterranean trough passes over the Red Sea. on the eastern part of this trough’s axis (Red Sea descent), there is air  turbulence from the west of the Red Sea to the north of the Caspian sea, which causes low pressure of the Earth’s surface  to be raised to high latitudes. If this trough is strengthened while moving eastward, it will contain thunderstorm, rain and snow, in case of having enough moisture on its way, which is from southwest to the northeast, while passing over the heights. At the beginning of the heavy rainfall, the subtropical jet stream is onNorth Africa and the polar jet stream is on the areas located on the north of the Caspian and Black Sea. The amount of precipitation increase dramatically as these two jet streams get closer to each other, the polar jet stream changes position to the lower latitudes, and the subtropical jet stream moves towards the northeast. In the study of instability indices, there has been dispersed thunderstorm according to the LI instability index.The probability of dispersed shower on October 28 is very low according to the S1 index and the study area will witness very storms with low intensity on this day according to SW index.  According to the KI index, this probability reaches to 60-80% in Kermanshah province on October 28 (peak day of precipitation).

کلیدواژه‌ها [English]

  • Synoptic analysis
  • Heavy precipitation
  • Circulatory patterns
  • Kermanshah province

1- اشجعی باشکند، محمد (1379)، بررسی و ارائه مدل های سینوپتیکی بارش  های سنگین در شمال غرب ایران، استاد راهنما: محمد خیراندیش. پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه تربیت مدرس، سال 1379.

2- امیدوار، کمال، (1386)، تحلیل شرایط سینوپتیکی و ترمودینامیکی رخداد بارش در منطقه شیرکوه، پژوهش های جغرافیایی، شماره 59،صص 98-81.

3- انصاری، سپهدار، (1382)،بررسی سینوپتیکی سیستم‌های سیل زا در حوضه‌های آبریز کهگیلویه و بویراحمد، استادراهنما: بهلول علیجانی، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه تربیت معلم،گروه جغرافیا، گرایش اقلیم و برنامه ریزی محیطی.

4- جهانبخش اصل و ذوالفقاری؛ سعید و حسن، (1380)، بررسی الگوهای سینوپتیکی بارش ‌های روزانه در غرب ایران، تحقیقات جغرافیایی، شماره 63 و 64،صص 258-234.

5- جهانبخش اصل، جعفری شندی و پورگزی؛ سعید، فاطمه و فرشته، (1391)، بررسی رابطه الگوهای گردشی جو بالا با بارش های ابرسنگین در آذربایجان شرقی، نشریه علمی- پژوهشی جغرافیا و برنامه ریزی، سال 16، شماره 42،ص 113.

6- سالنامه آماری استان کرمانشاه، فصل 1، سرزمین و آب وهوا، 1390.

7- سجادی، سیده آمنه، (1387)، تحلیل ترمودینامیکی و سینوپتیکی سیستم های سیلاب  ساز استان کرمانشاه، فصلنامه جغرافیایی سرزمین، شماره 19،ص 93.

8- طاوسی، تقی، 1395، تحلیل الگوی همدید و نمایه های قائم هوا در بارش  های شدید دوره  های انتقالی، مطالعه موردی (بارش  های شدید مهر 1390 جنوب شرق ایران)،فصلنامه تحقیقات جغرافیایی شماره 121،ص 118.

9- عزیزی و صمدی؛ قاسم و زهرا، (1386)،تحلیل الگوی سینوپتیکی سیل 28 مهرماه 1382 استان‌ های گیلان و مازندران، پژوهش ‌های جغرافیایی شماره 60 صص 61-74.

10- عزیزی، سلطانی، حنفی و رنجبر؛ قاسم، محسن، علی و عباس،(1390)،تحلیل اثر سامانه بلوکینگ در ایجاد بارش ‌های شدید در شمال غرب ایران، فصلنامه تحقیقات جغرافیایی، سال 26، شماره 4، شماره پیاپی 103،ص118.

11- غیور، حلبیان، صابری و حسینعلی پورجزی؛ حسنعلی،امیرحسین، بیژن و فرشته، (1391)، بررسی رابطه بارش ‌های سنگین با الگوهای گردشی جو بالا، مجله مخاطرات محیطی، سال اول، شماره دوم،ص12. 

12- لشکری، حسن، (1375)، الگوی سینوپتیکی بارش های شدید جنوب و جنوب غرب ایران، پایان نامه دکتری. استاد راهنما: دکتر هوشنگ قائمی، دانشگاه تربیت مدرس، دانشکده علوم انسانی، گروه جغرافیا.

13- مسعودیان، سیدابوالفضل، (1387)، شناسایی شرایط همدید همراه با بارش  های ابرسنگین ایران، سومین کنفرانس مدیریت منابع ایران، 23 الی 25 مهرماه 1378 دانشگاه تبریز، دانشکده مهندسی عمران.

14- مسعودیان و کارساز، سیدابوالفضل و سکینه، (1393)، تحلیل همدید الگوهای ضخامت بارش های سنگین ناحیه زاگرس جنوبی، جغرافیا و توسعه، شماره 37،ص 15.

15- Barry, R. G and A. H. Perry, (1973),  Synoptic Climatology: Methods and Applications; London: Methuen and Co. Ltd. 158p

16- Erdon D., kidden, and A.skiem (2008), On the relationship between large-scale climate models and regional synoptic pattern that drive Victorian rainfall ,Hydrol. earthsyst               

17- Hidalgo, G. J. C., Luı´s, M., Ravento´s, J., Sa´nchez, J. R., (2003). Daily Rainfall Trend in the Valencia Region of Spain, Theor. Appl. Climatol. 75, 117–130

18- Lee, Dong-Kyou., Jeong-Gyun PARK, and Joo-Wan KIM., (2008),“Heavy Rainfall Events Lasting 18 Days from July 31 to August 17,1998, over Korea”, Journal of the Meteorological Society of Japan,VOL, 86, No. 2, pp. 313-333.

19- Mastrangelo, D., Horvath, K., Riccio, A., Miglietta, M.M., (2011) Mechanisms for convection development in a long-lasting heavy precipitation event over southeastern Italy, Atmospheric Research, 100,586–602.

20- Olga Matlik and Piia Post ( 2008 ): Synoptic Weather types that have caused heavy  precipitation in Estonia in the period 1961-2005 ,Estonia Journal of Engineering , 195-208.   

21-www.cdc.noaa.gov.