تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی

تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی

واکاوی الگوهای تراز 500 هکتوپاسکال مولد دماهای فرین بالای 50 درجه منطقه غرب آسیا

نویسندگان
هادی ظرافتی 1
یوسف قویدل رحیمی 2
منوچهر فرج زاده 3
1 دانشجوی دکتری اقلیم شناسی دانشگاه تربیت مدرس تهران
2 دانشیار اقلیم شناسی دانشگاه تربیت مدرس تهران
3 استاد اقلیم شناسی دانشگاه تربیت مدرس تهران
10.52547/jgs.24.72.427
چکیده
این پژوهش با هدف بررسی و شناسایی روزهای با وقوع دمای فرین بالای 50 درجه سانتیگراد و تعیین الگوی سینوپتیکی رخداد آن‌ها در منطقه غرب آسیا انجام شد. برای انجام این کار از داده‌های بازتحلیل شده NOAA-CIRES-DOE 20th Century Reanalysis V3 بیشینه دمای دومتری سطح زمین طی دوره زمانی 1836 تا 2020 در فصل گرم سال (ژوئن تا سپتامبر) استفاده شده و در نهایت تعداد 513 روز دمای بیشینه بالای 50 درجه جهت تحلیل سینوپتیک شناسایی گردید. دماهای بالای 50 درجه در ماه‌های ژوئن، ژوئیه و اوت به وقوع پیوسته و تغییرات سالانه فراوانی دماهای بیشینه فرین دارای روندی صعودی بوده و همچنین بیشترین فراوانی وقوع دمای فرین بالا در دهه‌های اخیر و در سال 2015 و 2010 رخ داده است. جهت تحلیل سینوپتیک تعداد 513 روز شناسایی شده، داده‌های واکاوی شده ارتفاع ژئوپتانسیل متر تراز 500 هکتوپاسکال برای روزهای مذکور استخراج و خوشه‌ بندی إعمال شد. سپس روزهای با وقوع شدیدترین دما در هرخوشه به منظور تعییین الگوی سینوپتیک انتخاب شدند. با توجه به یافته‌های تحقیق مشخص شد که محدوده‌ی رخداد دمای بیشینه‌ی فرین، منطقه‌ی مرزی جنوب غرب ایران و جنوب شرق عراق می‌باشد. نتایج تحلیل سینوپتیک نشان داد که از یک سو وجود شرایط وضعیت کم‌فشار با منشأ کم‌فشارهای حرارتی خلیج فارس، شبه جزیره عربستان و گنگ در سطح زمین همراه با استقرار پرارتفاع غرب آسیا در تراز 500 هکتوپاسکال بر روی منطقه و از سوی دیگر انتقال هوای گرم عرض‌های پایین (عربستان و عراق) و بیابان‌های داخل ایران به سمت منطقه مذکور، سبب رخداد دمای بیشینه فرین در منطقه شده است. در واقع با توجه به همگرایی دمایی رخ داده در سطح زمین به علت وجود وضعیت کم‌فشار و افزایش نزول بی‌در‌رو دما به دلیل گردش واچرخندی پرارتفاع‌های ترازهای بالای جو، گرمایش سطح زمین تشدید شده و ضخامت جو نیز بالا بوده است.
کلیدواژه‌ها
دمای بیشینه فرین
داده های بازتحلیل شده
تحلیل سینوپتیک
گرمایش جهانی
غرب آسیا

عنوان مقاله English

Reanalysis of 500 hP patterns generating temperatures above 50 ° C in West Asia

نویسندگان English

Hadi Zerafati 1
Yousef Ghavidel 2
Manuchehr Farajzadeh 3
1 Ph.D. student of climatology , Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
2 associated professor of climatology , Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
3 professor of climatology , Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
چکیده English

In this study, for statistical studies to determine days whit temperature above 50°c, the reanalyzed data of the nineteenth, twentieth and twenty-first centuries for the West Asia region (12 to 42.5 degrees north latitude and 36 to 63.5 degrees east longitude) have been used. Also, for synoptic analysis of extreme temperatures, HGT, AIR, UWND, VWND and SLP data were used. To conduct this research, first, extreme temperature data above 50° during the last 185 years were extracted for the study area in the hot season (June, July, August and September). After identifying days whit above 50° c, HGT data at the level of 500 hp were extracted and WARD clustering was applied. Finally, after identifying the clusters, the days whit the highest temperature that occurred in each cluster were selected for synoptic analysis. It can be said that all altitude patterns of geopotential meters (HGT) at the level of 500 hp show that the main cause of occurrence and distribution of temperatures above 50°c in West Asia are high-altitude (high-pressure) subtropical West Asia, which due to the location of its high-pressure core on the Zagros and sometimes the Arabian Peninsula, it has been referred to as the Zagros or Saudi high-pressure in terms of interest and taste. What is certain, however, is the high-pressure independent identity of the subtropical Azores, which has been mentioned in numerous articles and is known to be the main cause of the heat in the West Asian region, especially Iran.

کلیدواژه‌ها English

High extreme temperatures
reanalysis data
Synoptic Analysis
Global warming
West Asia
Ahmadalipour A, Moradkhani H. (2018). Escalating heat-stress mortality risk due to global warming in the Middle East and North Africa (MENA). Environment International, 117, 215-225. http://doi .org/10.1016/j.envint.2018.05.014.
Alahmad B, Shakarchi A. F, Khraishah H, Alseaidan M, Gasana J, Al-Hemoud A, Koutrakis P, Fox M. A. (2020). Extreme temperatures and mortality in Kuwait: Who is vulnerable? Science of the Total Environment, 732, 1-7. http://doi.org/10.1016/j.scitotenv.139289.
Barriopedro D, Sousa P. M, Trigo R. M, Garcia-Herrera R, and Ramos A. M. (2020). The exceptional Iberian heatwave of summer 2018. American Meteorological Society, 15-19. http://doi.org/10.1175/ BAMS-D-19-0159.1.
Chen Y, Hu Q, Yang Y, Qian W. (2016). Anomaly based analysis of extreme heat waves in Eastern Chin during 1981-2013. International Journal of Climatology. https://doi.org/10.1002/joc.4724.
Dashkhuu D, Kim J. P, Chun J. A, Lee W. S. (2015). Long-term trends in daily temperature extremes over Mongolia. Weather and Climate Extremes, 26 - 33. http://dx.doi.org/10.1016/j.wace.2014.11.003.
Di Luca A, Di Elia R, Bador M, Argueso D. (2020). Contribution of mean climate to hot temperature extremes for present and future climates. Weather and Climate Extremes, 1-16. https://doi.org/10 .1016/j.wace.2020.100255.
El Kenawy A. M, Lopez-Moreno J. I, McCabe M. F, et al. (2019). Daily temperature extremes over Egypt: Spatial pattern, temporal trends, and driving forces. Atmospheric Research, 1-50. https://doi .org/10.1016/j.atmosres.2019.04.030.
Engdaw M. M, Ballinger A. P, Hegerl G. C, Steiner A. K. (2021). Changes in temperature and heat waves over Africa using observational and reanalysis data sets. International Journal of Climatology, 1-29. https://doi.org/10.1002/joc.7295.
Ghavidel Y, Ahmadi M. (2015). Statistical analysis and temporal trend of annual maximum temperatures of Abadan in Southwestern of Iran. Arabian Journal of Geosciences, 8 (10): 8219–8228. DOI: 10.1007/s12517-014-1760-9.
Hudson D, Marshall A. G, Alves O. (2011). Intra-seasonal Forecasting of the 2009 summer and Winter Australian Heat Waves Using POAMA. Center for Australian Weather and Climate Research 257-278. https://doi.org/10.1175/WAF-D-10-05041.1.
Hunt B. G. (2007). A Climatology of Heat Waves from a Multimillennial Simulation. Journal of Climate, 3802-3821. http://doi.org/10.1175/jcli4224.1.
Jiang Q, Yue Y, Gao L. (2019). The spatial-temporal patterns of heat wave hazard impacts on wheat in northern China under extreme climate scenarios. Geomatics, Natural Hazards and Risk, 2346-2367. http://doi.org/10.1080.19475705.2019.1693435.
Kong Q, Guerreiro S. B, Blenkinsop S, Li X. F, Fowler H. J. (2020). Increases in summertime concurrent drought and heatwave in Eastern China. Weather and Climate Extremes, 1-8. https://doi .org/10.1016/j.wace.2019.100242.
Lewis S. C, King A. D, Perkins S. E, Mitchell D. M. (2019). Regional hotspot of temperature extremes under 1.5 C and 2 C of global mean warming. Weather and Climate Extremes, 1-11. http:// doi.org/10.1016/j.wace.2019.100233.
Marshall A. G, Hudson D, Wheeler M. C, Alves O, Henon H. H, Pook M. J, Risbey J. S. (2013). Intra-seasonal Drivers of Extreme Heat Over Australia in Observation and POAMA-2. Climate Dynamics. http://doi.org/10.1007/s00382-013-2016-1.
Mildrexler D. J, Zhao M, Cohen W. B, Running S. W, Song X. P, Jones M. O. (2018). Thermal anomalies detect critical global land surface changes. Journal of Applied Meteorological and Climatology, 391-411. https://doi.org/10.1175/jamc-d-17-0093.1
Mildrexler D. J, Zhao M, Running S. W. (2011). Satellite finds highest land skin temperatures on earth. American Meteorological Society, 855-860. https://doi.org/10.1175/ 2011BAMS3067.1
Pal J. S, Eltahir E. A. B. (2015). Future temperature in southwest Asia projected to exceed a threshold for human adaptability. Nature Climate Change. https://doi.org/10.1038/ nclimate2833.
Perkins S. E. (2015). A review on the scientific understanding of heatwaves-Their measurement, driving mechanisms, and changes at the global scale. Atmospheric Research, 242-267. http://dx.doi. org/10.1016/j.atmosres.2015.014.
Roy S. S. (2019). Spatial patterns of trends in seasonal extreme temperatures in India during 1980-2010. Weather and Climate Extremes. http://doi.org/10.1016/j.wace.100203.
Sousa P. M, Barropedro D, Ramos A. M, Garcia-Herrera R, Espirito-Santo F, Trigo R. M. (2019). Saharan air intrusions as a relevant mechanism for Iberian heatwaves: The record breaking events of August 2018 and June 2019. Weather and Climate Extremes, 1-13. https://doi.org/10 .1016/j.wace.2019.100224.
Wang X. L, Feng Y, Compo G. P, Swail V. R, Zwiers F. W, Allan R. J, Sardeshmukh P. D. (2012). Trends and low frequcy variability of extra-tropical cyclone activity in the ensemble of twentieth century reanalysis. Climate Dynamics, 2775-2800. http://doi.org/10.1007 /s00382 -012 -1450 -9.
Xie W, Zhou B, You Q, Zhang Y, Ullah S. (2020). Observed changes in heat waves whit different severities in China during 1961-2015. Theoretical and Applied Climatology. https://doi.org/10.1007 /s00704-020-03285-2.
Yin C, Yang F, Wang J, Ye Y. (2020). Spational distribution and risk assessment of heat waves based on apparent temperature in the one belt and one road region. Remote Sensing, 1-21. https:// doi.org/10.3390/rs12071174.
Ying X, Tao Z. B, Jie W, Yu H. Z, Xiang Z. Y, Jia W. (2017). Asian climate change under 1.5_4 C warming targets. Advances in Climate Change Research, 99-107. http://dx.doi.org/10.1016/j.accre .2017.05.004.
Zhang X, Aguilar E, Sensoy S, Melkonyan H, Tagiyeva U, et al. (2005). Trends in Middle East climate extreme indices from 1950 to 2003. Journal of Geophysical Research, 1-12. http://doi.org/10.1029 /2005JD006181.
Zittis G, Hadjinicolaou P, Fnais M, Lelieveld J. (2016). Projected changes in heat wave characteristics in the eastern Mediterranean and the Middle East. Reg Environ Change 16:1863-1876. https://doi.org/1007/s10113-014-0753-2.