واکاوی همدید اثر گرمایش جهانی بر روند دمای ترازهای جوّی در ایران

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار گروه جغرافیای طبیعی، دانشکده جغرافیا، دانشگاه تهران

2 دانش آموخته کارشناسی ارشد آب و هواشناسی سینوپتیک، دانشکده جغرافیا، دانشگاه تهران

10.22131/sepehr.2019.35648

چکیده

تغییر اقلیم جزء ذاتی همه اقلیم موجود در کره زمین است که به شکل نوسان یک ساله، افت و خیز دههای تا دگرگونی چند دهه تا سدهای میباشد. هدف این پژوهش واکاوی اثر تغییر اقلیم و گرمایش جهانی بر روند دمای ترازهای جوّیایران است. از اینرو دادههای دما، فشار سطح دریا و ارتفاع ژئوپتانسیل، مرکز پیشبینی جوی میانمدت اروپا (ECMWF) برای دورهای 60 ساله از سال 1951 تا 2010 برای چهار تراز جوّی سطح متوسط دریا، 850، 700 و 500 هکتوپاسکال[1] مورد استفاده قرار گرفته است. ابتدا روند دمای دادههای ترازهای پیش گفته در طول دوره 60 ساله (1951 تا 2010) و نیز دو دوره 30 ساله (از 1951 تا 1980 و 1981 تا 2010) از طریق آزمون همبستگی مورد واکاوی قرار گرفته است. در ادامه نقشههای همدید و ناهنجاری آن برای ترازهای یادشده ترسیم و واکاوی گردید. نتایج نشان میدهد که روند دمای جوّ ایران در چهار تراز پیش گفته افزایشی بوده که بیشترین شدت آن از سال 1993 به بعد میباشد. روند افزایش در دوره اول افزایشی ولی با افتوخیزهای طبیعی بود که در دوره دوم، روند افزایشی ثابت و پیوستهای حاکم شده است. از نظر همدید در تراز دریا و 850 هکتوپاسکال دما بالا رفته و کمفشاری شدیدتر گردیده و در تراز بالا بویژه 500 هکتوپاسکال، ارتفاع افزایش یافته که این نشانگر تقویت سلول هدلی و پرفشار جنبحاره بر روی ایران است.



[1]4- در ادامه به اختصار ﻫ . پ نوشته می‌شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Synoptic analysis of global warming effect on temperature trends of atmospheric levels in Iran

نویسندگان [English]

  • Faramarz Khoshakhlagh 1
  • Nemat Ahmadi 2
  • Mostafa Karimi 1
1 Asisstant Professor,Faculty of geography, University of Tehran
2 Graduated in climatology, University of Tehran
چکیده [English]

Introduction
The notion of climate change indicates a significant change in climate and environmental conditions over a long period of time (from a few decades to centuries). These changes can occur in mean radiation, temperature, precipitation, atmospheric patterns, wind, and other climate parameters. Increased global average temperature and occurrence of climate extremes such as floods, storms, hails, tropical storms, heat waves, sea level rise and melting of polar ice caps are the most important effect of climate change. The present study sought to analyze the effect of climate change and global warming on temperature trends in Iran atmospheric levels. One advantage of the present study is that it investigates temperature changes at sea surface and other atmospheric levels, whereas many recent researches just emphasize on sea level.

Materials and methods

The present study used data received from the European Center for Medium-range Weather Forecast (ECMWF) for a period of 60 years, from 1951 to 2010, with a network resolution of 1 × 1° Latitude and Longitude for sea level data (Slp) and 850, 700 and 500 hPa levels. After converting extracted data using statistical extension of Net-cdf for excel 2007, the temperature trend for sea levels of 850, 700 and 500 hPa were calculated. The correlation between temperature and its anomalies was measured using elevation levels of 850, 700 and 500 hPa and the temperature anomaly maps and synoptic pattern were developed on a regional scale, and finally their relationship with temperature trends were analyzed and interpreted.
 
Results and Discussion
Iran had an average temperature of 18.06 °C during the 60 year period (1951 to 2010). 1999, with an average temperature of 20 C°, was the hottest year during this time. From 1993 onwards (except for 1997 and 2007), the average temperature was more than the 60-year average (18.06 C°). By comparing 30-year periods (from 1951 to 1980 and from 1981 to 2010) with each other, we observed that sea level temperature increase in the second 30-year period was more than the first period temperature increase at other atmospheric levels. This increase is most possibly due to the effects of global warming. Temperature increase in the first and second periods were 0.24 and 0.63 °C, respectively. Because of closeness to sea level and under the influence of surface conditions, 850 hPa level shows maximum temperature increase compared to other atmospheric levels (after sea level). Also due to the impact of sea level during the first and second periods, this factor is highly correlated with the sea level atmospheric condition. Despite the fact that correlation values of 850, 700 and 500 hPa levels were significant in both first and second periods at 1% level, they have increased in second period at all atmospheric levels.  In other words, there is a clear increasing trend in the second period and few decreasing changes are observed.
Regarding the patterns observed at sea level in the second period, two low-pressure closed cell trough which had been observed in the first period in India and Pakistan, merged in the second period. At 850 hPa, the subtropical high pressure located over Atlantic in the first period moved to East Africa in the second period and created a closed high pressure subtropical cell over Libya with an elevation of 1500 hPa. Compared to the first period, this high pressure cell has a higher altitude. At 700 hPa level, STHP ridge extended significantly in the second period, and in this period, central regions of Iran exhibit wide ranges of air sinking with a deep layer of warm air.
 
Conclusion
Over the 60 year-period, temperature of atmospheric levels in Iran have exhibited an increasing trend, which from 1993 onwards had a much steeper slope of increase. Compared to the first period (with almost normal periods of increasing and decreasing, and a slightly fluctuating rhythm), the second thirty-year period is expected to exhibit a constant and continuous increase. Additionally, warmer SLP at sea level and 850 hPa level, the northward expansion of the Hadley cell, and finally more intense subsidence of STHP toward lower atmospheric levels (above sea level and 850 hPa) exacerbate the effects of global warming on Iran atmosphere.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Global warming
  • Atmospheric levels
  • Temperature and altitude
  • Trend and anomaly
  • Iran

1- احمدی، نعمت، 1394، واکاوی آماری همدید اثر تغییر اقلیم بر روند دمایی ایران، پایان‌نامه کارشناسی‌ارشد اقلیم‌شناسی گرایش سینوپتیک، دانشکده جغرافیا، دانشگاه تهران.

2- حیدری، محمدامین، 1392، اثر گرمایش جهانی بر مراکز کنش جوّی مؤثر بر آب و هوای ایران، پایان‌نامه کارشناسی‌ارشد اقلیم‌شناسی گرایش سینوپتیک، دانشکده جغرافیا، دانشگاه تهران.

3- درخشان بابایی، فرزانه، 1393، گرمایش جهانی، رشد آموزش جغرافیا، شماره 109، زمستان 93، صص 52- 57.

4- زارعی، کبری، 1390، پیش‌یابی تغییرات فرین دما و بارش در غرب میانی ایران در رابطه با موقعیت و فشار مراکز کنش جوی ، پایان‌نامه کارشناسی‌ارشد اقلیم‌شناسی گرایش سینوپتیک، دانشکده جغرافیا، دانشگاه تهران.

5- صیدی شاه‌آبادی، امین، 1390، بررسی اثر تغییر اقلیم بر منابع آب حوضه آبریز کرخه، پایان‌نامه کارشناسی‌ارشد اقلیم‌شناسی گرایش سینوپتیک، دانشکده جغرافیا، دانشگاه تهران.

6- طاووسی، ثریا، راحتی؛ تقی، محمد، زیبا، 1389، بررسی روند دمای ماهانه شهر زاهدان، چهارمین کنگره بین‌المللی جغرافیدانان جهان اسلام (ICIWG 2010).

7- عزیزی، روشنی؛ قاسم، محمود، 1386، مطالعه تغییر اقلیم در سواحل جنوبی دریای خزر به روش من کندال، پژوهش‌های جغرافیایی، شماره 64، صص 13 - 28.

8- عزیزی، قاسم، 1383، تغییر اقلیم، انتشارات قومس.

9- عطایی، فنایی؛ هوشمند، راضیه، 1391، بررسی تغییر اقلیم استان مرکزی به روش من کندال، مجله نیوار، شماره 76- 77.

10- قانقرمه، روشن؛ عبدالعظیم، غلامرضا، 1391، دورنمای اثر گرمایش جهانی بر دگرگونی‌های مؤلّفه دما در نواحی شمال‌غرب ایران، پژوهش‌های جغرافیای طبیعی، سال 44، شماره 4.

11- گودرزی، سلطانی؛ مسعود، محمدجعفر، 1392، پیش‌بینی اثر تغییر اقلیم بر دما و بارش دهه 2020، سامانه‌های سطوح آبگیر باران، صص 31 - 38.

12- محمدمرادیان، مهرداد. 1395، بی‌هنجاری‌های ارتفاع ژئوپتانسیل ترازهای زیرین جو در دوره‌های ترسالی و خشکسالی ایران، پایان‌نامه کارشناسی‌ارشد اقلیم‌شناسی گرایش سینوپتیک، دانشکده جغرافیا، دانشگاه تهران.

13- محمدی، مقبل، رنجبر؛ حسین، معصومه، فیروز. 1389، مطالعه تغییرات بارش و دمای ایران با استفاده از مدل MAGICC SCENGEN، فصلنامه علمی- پژوهشی انجمن جغرافیای ایران، دوره جدید، سال هشتم، شماره 25، صص 126 - 142.

14- Akasofu, S, I, 2007, Global temperature changes during the last millennium and the prediction for 2100, international arctic research center, pp, 1- 7.

15- James, H & Makiko, S and Reto, R, 2014, Global temperature update through 2013, pp 1-9.

16- Jones, P. D, New, M, Parker, D, E, Martin, S, and Rigor, I, G, 1999, Surface air temperature and its changes over the past 150years, American geophysical union, reviews of Geophysic, vol, 37, pp 173- 199.

17- Krishna, Iekshmi, Vijayan, 2014, Long Term Temperature Trend in four different climatic zones of Saudi Arabia, Department of Physics, University of Tabuk. Vol. 4, No. 5, October 2014, pp: 233- 242.

18- Lallanilla, M. 2013, Effects of Global Warming. Live science (online). October 2, 201.

19- S. K. Dash – J. C.R Hunt, 2007, Variability of climate change in India, Current Science, Vol , 93, No, 6.25, September 2007, pp, 782- 788.

20- Tom, M. L, Wigley, J. R, Christy. 2006, Temperature Trends in Lower Atmosphere, The U.S. Climate Change Science Program, Executive Summary. pages 1-14.