الگوهای گردشی تراز دریا و ارتباط آ‌ن‌ها با رودخانه‌های جوی تاثیرگذار بر بارش‌های شدید ایران

پژوهش حاضر با هدف شناسایی الگوهای موثر گردشی تراز دریا در تشکیل رودخانه‌های جوی انجام شد که رطوبت پهنه‌ های آبی بزرگ را به مناطق دوردست در خشکی‌ ها می‌رسانند و باعث بارش‌های شدید در ایران نیز می‌‌شوند. بارش‌های شدید ایران براساس صدک نودم، از ژوئن 1988 تا می 2018 استخراج شدند و 940 روز رخداد رودخانه‌ های جوی توسط شار رطوبت مستخرج از مولفه‌های رطوبت ویژه، باد مداری و نصف‌النهاری شناسایی شدند. داده ‌های فشار تراز دریا در روزهای مذکور در ماتریسی به ابعاد 940 در 8991 (8991 یاخته در 940 روز) با آرایه s، به روش چرخش واریماکس تحلیل مولفه‌های اصلی شد و 13 مولفه اصلی به دست آمد. این 13 مولفه، ورودی‌ های تحلیل خوشه ای سلسله مراتبی وارد قرار گرفتند که درنهایت، 10 تیپ گردشی هوا در قالب 5 تیپ اصلی مشخص شد. تیپ ‌ها براساس وضعیت فشار غالبشان به تیپ‌ های کم‌فشارهای جنوبی و پرفشارهای شمالی (a)، پرفشار قوی آزور و کم‌فشار اسکاندیناوی (b)، کم‌فشارهای ایسلند و اسکاندیناوی و پرفشارهای سیبری و غربی (c)، کم‌فشار قوی شمالی و پرفشارهای قوی شرقی و غربی (d) و تیپ پرفشار قوی سیبری-کم‌فشار قوی سودانی (e) نام‌گذاری شدند. نتایج نشان داد، رودخانه‌ های جوی موثر بر بارش‌های شدید ایران عمدتاً در فصل سرد و به‌ویژه در ماه مارس به بیشینه فراوانی خود می ‌رسند. از نظر توزیع مکانی نیز دامنه ‌های غربی زاگرس به‌ویژه جنوب غرب کشور تحت‌تاثیر این پدیده‌اند. رودخانه های جوی عمدتاً در تیپ‌ های a1، a2، a3، c2، e1 و e2 با 50 درصد رخدادها، تحت‌تاثیر کم‌فشار سودانی قوی و نسبتاً قوی و در تیپ ‌های دیگر نیز با قدرت کمتر، رطوبت منابع آبی بزرگ را به ایران می‌رسانند و باعث بارش‌های شدید می‌شوند. از طرف دیگر، حضور پرفشار سیبری و تبت در بیشتر تیپ‌ ها مشاهده می‌ شود که در برخی تیپ‌ ها تا ایران گسترش داشته است. پرفشارهای غربی نیز در تیپ‌های b1، c1، d1 و d2 تاثیرشان را بر ایران نشان می‌دهند. همچنین تاثیر کم‌فشارهای جنوبی ازجمله سودانی و همگرایی دریای سرخ که عمدتاً از روی دریای سرخ و خلیج‌فارس تقویت می‌شوند و به‌سوی ایران می‌آیند، مشهود است. به‌طورکلی، وجود پرفشارهای شرقی و غربی و گسترش آ‌ن‌ها  در عرض ‌های میانی و کم‌فشارهای قوی در عرض‌ های بالایی به همراه کم‌فشارهای ضعیف تا قوی در عرض‌ های پایینی منطقه موردمطالعه، در تمامی تیپ‌ های گردشی، نشانگر نقش برجسته‌ تر دو منشا رطوبت اطلس شمالی و بخش شمالی اقیانوس هند بود که باعث تامین و تقویت رطوبت رودخانه‌های جوی شدند.

sea level circulation patterns and their relationship with atmospheric rivers affecting heavy rainfall in iran

the main goal of this research was identifying effective sea level circulation patterns in creating atmospheric rivers associated by heavy rains in iran. precipitation data were obtained from the iranian meteorological organization and atmospheric gridded data including specific humidity, zonal wind, meridional wind and sea level pressure were obtained from the european center for medium-range weather forecasts (ecmwf) for the period 1988-2018. the data were analyzed using the 99th percentile to identify heavy rains, integrated vapor transport (ivt) was used to identify atmospheric rivers, principal component analysis with s array and varimax rotation was used to reduce variables and ward hierarchical clustering analysis was used to identify effective circulation patterns. from 13 principal components as inputs of cluster analysis, 5 main circulation patterns were obtained which were effective in heavy rains caused by atmospheric rivers. the results showed that the atmospheric rivers are mainly effective in 50% of the events under the influence of strong and relatively strong sudanese low pressure. moreover, siberian and tibetan high pressures are observed in most of the patterns and western high pressures are observed in some of them, which have often extended to the borders of iran and show their influence on iran. the influence of southern low pressure, including the sudanese and the convergence of the red sea, is also evident, which is mainly strengthened over the red sea and the persian gulf and comes towards iran. in general, the expansion of eastern and western high pressures in mid-latitudes and relatively strong to strong low pressures in low latitudes, shows more prominent role of the two extratropical (north atlantic ocean and the mediterranean sea) and tropical (indian ocean and the red sea) moisture sources in providing the moisture of the atmospheric rivers.