تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی

تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی

بررسی اثر تغییر دما و باد در سامانه های کم فشار جنوبی (مطالعه موردی)

نویسنده
محبوبه پورآتشی
دانشجوی دکتری پژوهشکده هواشناسی
10.29252/jgs.20.57.223
چکیده
هدف از این تحقیق بررسی عوامل دما و باد در سامانه کم فشار جنوبی و بارش ناشی از آن سامانه در مناطق جنوبی ایران می­باشد. سامانه کم فشار جنوبی با عبور از مناطق جنوبی ایران سبب ریزش بارش­های متوسط و سنگین در این مناطق می­شود. در این مقاله دو سامانه کم فشار جنوبی که سبب ریزش باران شدید در تاریخ 11 مارس2015 و 17 ژانویه 2000 در مناطق جنوبی ایران شده، انتخاب و پس از تحلیل همدیدی، با استفاده از مدل عددی WRF شبیه سازی گردید. از آنجاییکه میدان باد و دما درتغییرات سامانه­های کم فشار جنوبی نقش موثری دارند، با استفاده از چهار آزمایش شبیه سازی اثر تغییرات دما و باد در تقویت و تضعیف سامانه کم فشار جنوبی بررسی شد. نتایج شبیه­سازی­ها نشان داد که افزایش (کاهش) دمای ورودی مدل نسبت به دمای اولیه سبب تضعیف (تقویت) کم فشار جنوبی در منطقه مورد مطالعه شده است. این نتیجه نشان داد که در هر دو مورد، ساختار قائم کم فشارهای جنوبی و خصوصیات فیزیکی آن مشابه چرخندهای عرض های میانی است. افزایش (کاهش) سرعت باد ورودی مدل نیز سبب افزایش (کاهش) حرکت چرخندی شد و کم فشار جنوبی در منطقه مورد مطالعه تقویت (تضعیف) گردید. بررسی نتایج خروجی بارش مدل نشان داد در مورد اول، 12-10 مارس 2015 که سیستم با کم فشارهای بریده همراه بود، کاهش دما سبب تقویت سامانه مورد نظر شد و با کاهش پذیرش بخار آب موجود در جو میزان بارش در مدت کوتاه به مقدار زیادی افزایش یافت. در مورد دوم، 18-16 ژانویه 2000 با وجود تقویت سامانه چرخندی در اثر کاهش دما، اما به دلیل جریان های جنوبی شرق ناوه فشاری در سطح زمین و فرارفت هوای گرم در ایستگاههای مورد نظر، دمای منطقه مطالعاتی افزایش یافته و در نتیجه فعالیت سیستم سرد کاهش و میزان بارش در این شبیه سازی تغییر زیادی نداشت. در هر دو مورد با افزایش سرعت باد، سامانه تقویت و مقدار بارش بیشتر شده است. در مورد دوم به دلیل وجود شرایط برای فرارفت نم ویژه، با افزایش سرعت باد، مقدار فرارفت نم ویژه افزایش یافته و میزان افزایش بارش بسیار بیشتر شد.
کلیدواژه‌ها
بارش شدید باران
کم‌فشار‌جنوبی
مدل WRF
جنوب و جنوب غرب ایران
چرخندهای جنوبی

عنوان مقاله English

The Study of the Impact of Temperature and Wind In the Southern Low Pressure Systems

نویسنده English

mahboobeh pouratashi
ASMERC
چکیده English

This research aims to study the impact of temperature and wind in the southern low-pressure system and its associated precipitation in the southern regions of Iran. As The southern low pressure system moves eastward, it crosses the southern regions of Iran, causing medium and heavy rainfall in these areas. In this study, two southern low-pressure systems that caused heavy rainfall on March 11, 2015 and January 17, 2000 in southern Iran were selected, analyzed and simulated using the numerical Weather Research and Forecasting (WRF) model. Since the wind and temperature fields play a significant role in the southern low-pressure systems, four experiments were performed for investigating the effects of temperature and wind on the intensification and weakening of the southern system. The simulation results showed that the simulation for the increased (decreased) temperature caused the weakened (intensified) the southern low pressure in the studied area. This result showed that the vertical structure of the southern low-pressure and its physical characteristics are similar to the mid-latitudes cyclones, and these systems were different from the thermal low pressures. The results of wind speed changes showed that the increased (decreased) wind speed simulation caused an increase (decrease) in relative vorticity, thus the southern low pressure was intensified (weakened). In both cases, the rainfall was decreased by the increased temperature simulation, and decreased temperature caused an increase in rainfall. It was also seen that the increase in wind speed caused the special humidity advection to be increased and then the rainfall increased. Also the amount of rainfall decreased when conditions did not provide for the advection of specific humidity or the wind speed reduced.

کلیدواژه‌ها English

heavy rainfall
southern low pressure
WRF model
south and southwest of Iran
southern cyclone
Alpert, P., Neeman, B. U., Shay-el, Y. (1990). Climatological Analysis of Mediterranean Cyclones Using ECMWF Data, Tellus. 42(A). 65-77.
Alpert, P.; Neeman, B. U.; Shay-El., Y., (1990). Intermonth variability of cyclone tracks in the Mediterranean. J Clim., 3: 1474-1478.
Babu, C.A., Samah2, A.A., Varikoden, H. (2011). Rainfall Climatology over Middle East Region and its Variability. International Journal of Water Resources and Arid Environments 1(3): 180-192.
Barth, H. J., Steinkohl, F. (2004). Origin of winter precipitation in the central coastal lowlands of Saudi Arabia. Journal of Arid Environments 57: 101-115.
Bluestein, H.B. (1993). Synoptic-Dynamic meteorology in midlatitudes. Vol. II: Observation and theory of weather systems. Oxford University Press. 594 pp.
Carlson, T.N. (1991). Mid-Latitude Weather System. University Press Cambridge.
Chen, F., Dudhia, J. (2001). Coupling an advanced land surface-hydrology model with the Penn State-NCAR MM5 Modeling System. II: preliminary model validation. Mon. Weather Rev. 129: 587–604.
D. Argueso, J. M. Hidalgo-Munoz, S. R. Gamiz-Fortis, M. J. Esteban-Parra, (2011). Evaluation of WRF Parameterizations for Climate Studies over Southern Spain Using a Multistep Regionalization. American Meteorologacal Society, 24:5633-5650.
Dudhia, J. (1989). Numerical study of convection observed during the winter monsoon experiment using a mesoscale two- dimensional model. J. Atmos. Sci., 46, 3077–3107.
Iacono, M., Delamere, J., Mlawer, E., Shephard, M., Clough, S., Collins,W. (2008). Radiative forcing by long-lived greenhouse gases: calculations with the AER radiative transfer models. J. Geophys. Res. 113, D13103.
Jansa, A., A. Genoves, M.A. Picornell, J. Campins, R. Riosalido and O. Carretero, (2001). Western Mediterranean cyclones and heavy rain. Part 2: Statistical approach. Meteorol. Appl. 8, 43–56.
Kain, J.S. (2004). The Kain-Fritsch convective parameterization: an update. J. Appl. Meteorol., 43, 170–181.
Krichak,S. , O., Breitgand, J., S. (2012). A Conceptual Model for the Identification of Active Red Sea Trough Synoptic Events over the Southeastern Mediterranean. Journal of Applied Meteorology and Climatology, 51: 962-971.
Lionello, P., Giorgi, F. (2007). Winter precipitation and cyclones in the Mediterranean region: future climate scenarios in a regional simulation. Adv. Geosci., 12, 153–158.
Nasrollahi, N., AghaKouchak, A. (2012). Assessing the Impacts of Different WRF Precipitation Physics in Hurricane Simulations. Center for Hydrometeorology and Remote Sensing, University of California, Irvine, Irvine, California
Nieto, R.; Gimeno, L.; Torre, L. de la.; Ribera, P.; Gallego, D.; García‐Herrera, R.; García, J. A.; Nuñez , M.; Redaño, A.; Lorente, J. (2005). Climatological features of cut‐off low systems in the Northern Hemisphere, Journal of Climate, 18, 3805–3103.
Petterssen, S. (1956). Motion and Motion Systems. Weather Analysis and Forecasting. McGraw-Hill; Vol. I., 428 pp.
Romem, M., B. Ziv, Saaroni, H. (2007). Scenarios in the development of Mediterranean cyclones. Advance Geoscience, 12, 59–65.
Sutcliffe, R. C (1947). A contribution to the problem of development. Quart. J. Roy. Meteor. Soc., 73, 370–383.
Sutcliffe, R. C.; Forsdyke, A. G. (1950). The theory and use of upper air thickness patterns in 1 forecasting. Quart. J. Roy. Meteor. Soc., 76, 189–217.