نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 دانشیار گروه جغرافیای طبیعی، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران
2 دکتری آب و هواشناسی سینوپتیک، گروه جغرافیای طبیعی، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران.
3 پسادکتری آب و هواشناسی سینوپتیک، گروه جغرافیای طبیعی، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران.
چکیده
کلیدواژه‌ها
موضوعات
عنوان مقاله [English]
نویسندگان [English]
Introduction
Precipitation is one of the most important and complex climatic elements. This vital element, on which the lives of living organisms and fauna depend, has highly variable temporal and spatial distributions in the world. While limited areas of the planet have an excess precipitation, a large part of it is facing the shortage of this vital element. Therefore, its spatial distribution on the Earth is not at all satisfactory to the inhabitants. In the subtropical regions, this limitation is of great significance. For this reason, officials and users are so willing to receive more precipitation during the cooler months and minimize water loss from evaporation and transpiration. Winter precipitation can be very useful and effective in these areas. Several studies conducted on the trend of monthly precipitations in the cold periods of the year in the southern regions of Iran have found significant decreases in February precipitations compared to those of the two previous and following months recorded at most of the south and southwest stations. Considering that southern regions are among the few regions in Iran where the precipitation periods correspond to the cultivation periods, this problem was studied and analyzed as the main issue of this research.
Methodology
As stated, the purpose of this study was to identify the synoptic factors of decreasing precipitations in the southern half of Iran in February compared to March. To find the cause of this phenomenon, first, the data provided by the representative stations during the statistical period of 1986-2017 were selected. The ERA-Interim data from the European Center for Medium-Range Weather Forecast (ECMWF) with the spatial resolution of 0.5×0.5 degrees were used to investigate the synoptic patterns. For synoptic analysis, several samples were chosen from the statistical period. Moreover, various assumptions were examined to determine the cause of this phenomenon.
To study moisture changes in February and March, changes in the moisture transfer from the Arabian and Oman Seas with negative values for the outflow of moisture fluxes and the relevant changes from the south and southwest regions of Iran with positive values of the inflow of moisture fluxes in the lower atmosphere were calculated. Displacements and fluctuations in pressure patterns and systems lead to significant changes in the meteorological phenomena. Therefore, due to the very important role of the Arabian subtropical high-pressure system in transferring moisture from the Arabian and Oman Seas to the Arabian Peninsula and towards Sudan low-pressure system, the locations and displacements of the high-pressure cores were extracted at the level of 850 hPa. Also, due to the more important role of Mediterranean troughs in the moisture advection transfer from these warm seas in the study area, their locations and depths were extracted from the selected samples at the level of 700 hPa in February and March within the statistical period. Subtropical jets play a crucial role in the dynamic structure of Sudan low-pressure precipitation systems. Therefore, another component studied in this research was the changes in the positions and structures of subtropical jets throughout the selected samples at the levels of 300 and 250 hPa in February and March.
Discussion
Winter precipitation in the southern part of Iran is of special importance due to its coincidence with the cultivation period and supplying part of the water needed for agriculture. The results obtained by Mohammadi & Lashkari (2020) and Esfandiari & Lashkari (2020) showed that the amount of precipitation and number of the input systems in this region in February compared to the months before and after it had significantly decreased.
Evaluation of moisture flux
A comparison of the amount of moisture released from the Arabian Sea with the moisture entering the region revealed the very significant difference of February precipitation, while the difference was very small in March, which was perfectly compatible in many cases. Hence, there must have been barriers to the transfer of moisture from the surrounding seas into the region in February.
Evaluation of the position of Saudi Arabia
In terms of the latitude, there was no significant difference in the positions of Arabian subtropical high-pressure systems between the two months. However, the oscillations of their cores were much more intense in terms of longitude. In some years, the cores had moved up to about 70 degrees east longitude. In March, the displacements of the cores were quite noticeable compared to those of the other two months. During this month, most of the cores were located in Oman and its eastern coast. An interesting phenomenon was that the high-pressure cores of all the sample years were located in Oman and sometimes in the waters of the Arabian Sea at a distance from the coast.
3. Evaluation of the position of Mediterranean troughs
The axes of Mediterranean troughs did not show a significant difference in both the depth and longitudinal position. In this way, the troughs were in a good position in terms of transferring instabilities to the region every two months. They also had a suitable depth for transferring and injecting sufficient vorticities into the heating systems of this region.
Evaluation of the position of the subtropical jets
The longitudinal and latitudinal positions of the subtropical jets were very different in February and March. Three features could be seen in the axes of the February jets. First, the jets had significant northward displacements in all the selected samples and thus, the jets located at this latitude did not create suitable dynamic conditions for the instabilities of southern and southwestern Iran. Second, the longitudinal axes of the jets in this month had been shortened. Most of the jets were coming from the east and center of Egypt. Third, most of the axes tended to be orbital. This feature caused the jets not to have a suitable vorticity.
The expansion patterns of the jets in March were completely different from those of February. During this month, the subtropical jets had relocated to lower latitudes and were distributed between northwestern Iran and southern Saudi Arabia. Therefore, the southern and southwestern parts were exposed to the instabilities caused by the subtropical jets. Another notable change was in the lengths of the subtropical jets. Most of the jets had started in the southwest-northeast direction at a distance from behind Egypt and over Chad and even farther back of it. The jets had a more meridional pattern in March compared to February.
Conclusion
The main purpose of this study was to find the cause of reduced precipitations in February compared to March in the southern regions of Iran. The results of this research revealed that the two factors of spatial displacement of the Arabian subtropical high-pressure system, especially at the level of 850 hPa and the lower layer of the atmosphere, and the displacements of subtropical jets in the northern and southern parts were the most important factors for lowering precipitations in February compared to the other months of the cold period of the year in the south of Iran. The subtropical jets showed a noticeable northward movements in February. This pattern of establishment had caused precipitation systems to enter the region from the south, move towards higher northern latitudes and western longitudes, and frequently enter Iran from the west in the form of integrated systems. At the same time, this had caused the Arabian subtropical high-pressure system to move westward and settle on the lands of eastern Saudi Arabia, preventing the entry of Sudanese systems into southern Iran and moving westward.
Keywords: Precipitation anomaly, Moisture flux, Arabian subtropical high-pressure system, Mediterranean trough, Subtropical jet, South and southwest of Iran
References:
- Andreoli, R.V., Ferreira de Souza, R.A., Kayano, M.T., Candido, L.A.)2012(..Seasonal anomalous rainfall in the central and eastern Amazon and associatedanomalous oceanic and atmospheric patterns, International Journal of Climatology, Vol 32: 1193–1205.
- Chang, C.P., Lu, M.M. (2012). Intraseasonal Predictability of Siberian High and East Asian Winter Monsoon and Its Interdecadal Variability, Journal of Climate, Vol 25: 1773-1778.
- Diaz, A.F., Studzinski, C.D., Mechoso, C.R.(1998).Relationships between Precipitation Anomalies in Uruguay and Southern Brazil and Sea Surface Temperature in the Pacific and Atlantic Oceans, Journal of Climate, Vol 11: 251- 271.
- Esfandiari, N., Lashkari, H. (2020).Identifying atmospheric river events and their paths into Iran, Theoretical and Applied Climatology, Vol 140: 1125-1137.
- Farajzadeh, M., Karimi Ahmadabad, M., Ghaemi, H., Mobasheri, M.R. (2007). Studying the Moisture Flux over West of Iran: A Case Study of January 1 to 7, 1996 Rain Storm, Journal of Applied Sciences, Vol 7: 3023-3030.
- Fontaine, B., Janicot, S.(1996). Notesand Correspondence Sea Surface Temperature Fields Associated with West African Rainfall Anomaly Types, Journal of Climate, Vol 9: 2935-2940.
- Gao, C., Chen, H., Xu, B., Zeng, G.(2014). PossibleRelatoonships Amongg South China Sea SSTA, Soil Moisture Anomalies In Southwest Chinaand Summer Precipitation In EasternChina, Journal of Tropical Meteorology, Vol 20(3):228- 235.
- Grimm, A.M., Ferraz, S.E.T., Gomes, J.L.(1998). Precipitation Anomalies in Southern Brazil Associated with El Nin˜o and La Nin˜a Events, Journal of Climate, Vol 11: 2863- 2880.
- Iqbal, M.J., Fahad Riaz, S.M., Ghauri, B.M.K. (2012).Impact of Siberian High on rainfall variability over Northern part of Indo-Pak region, Arabian Journal of Geosciences.
- Kayano, M.T., Rao, V.B., Moura, A.D.(1988).Tropical circulations and the associated rainfall anomalies during two contrasting years, International Journal of Climatology, Vol 8: 477-488.
- Larkin, N.K, Harrison, D.E.(2005). Global seasonal temperature and precipitation anomalies during El Nin˜o autumn and winter, Geophysical Research Letters, Vol 32: 1-4.
- Lashkari, H.,Mohammadi, Z.(2018). Study on the role of annual movements of Arabian subtropical high pressure in the late start of precipitation in southern and southwestern Iran: Theoretical and Applied Climatology,Vol137: 2069–2076.
- Lashkari, H., Mohammadi, Z., Jafari, M. (2020). Investigation on dynamical structure and moisture sources of heavy precipitation in south and south-west of Iran. Arabian Journal of Geosciences, Vol 13(21): 1-15.
- Lyon, B., Cristi, H., Verceles, E.R.,Hilario, F.D., Abastillas, R.(2006). Seasonal reversal of the ENSO rainfall signal in the Philippines, Geophysical Research Letters, Vol 33: 1-5.
- Malik, K.M., Taylor, P.A. (2011) Characteristics of Moisture FluxConvergence over the Mackenzie River Basin for Water Years 1991–2008, Atmosphere-Ocean, Vol 49(3): 279-288, DOI: 10.1080/07055900.2011.609528
- Mariotti, A., Zeng, N., Lau, K.M. (2002). Euro-Mediterranean rainfall and ENSO—a seasonally varying relationship, Geophysical Research Letters, Vol 29(12): 1-4.
- Mason, S.J., Goddard, L.(2001). Probabilistic Precipitation Anomalies Associated with ENSO, Bulletin of the American Meteorological Society, Vol 82(4): 619-638.
- Mohammadi, Z., Lashkari, H. Mohammadi, M.S. (2021). Synoptic analysis and core situations of Arabian anticyclone in shortest period precipitation in the south and southwest of Iran.Arabian Journal of Geosciences, Vol 14, 1172 https://doi.org/10.1007/s12517-021-07572-8.
- Mohammadi, F., Lashkari, H. (2020). Determination of long-term changes in the rainfall penetration domain of Sudan low in Iran during the period 1976-2017, Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics, Vol 203: 105276-1-105276-9,.
- Peixoto, J.P. (1973). Atmospheric Vapor Flux Computations For Hydrological Purposes, Reports on WMO/IHD Projects, Report No.20.
- Phillips, I.D., Mcgregor, G.R.(2002).The relationship between monthly and seasonal South‐west England rainfall anomalies and concurrent North Atlantic sea surface temperatures, International Journal of Climatology, Vol 22: 197–217.
- Ratcliffe, R. (1977). The wet spell of September–October 1976,Weather, Vol 32: 36–37.
- Rashid, Sh.A., Iqbal, M.J., Hussain, M.A. (2012).Impact of North-South Shift of Azores High on Summer Precipitation Over North West Europe, International Journal of Geosciences, Vol 3: 992-999.
- Ropelewski, C.F., Halpert, M.S.(1986). North American Precipitation and Temperature Patterns Associated with the El Nino/Southern Oscillation (ENSO), Monthly Weather Review, Vol 114: 2352-2362.
- Silvestri, G.E. Vera, C.S. (2003). Antarctic Oscillation signal on precipitation anomalies over southeastern South America, Geophysical Research Letters, Vol 30(21): 1-4.
- SIMMONDS, I., HOPE, P.(1997).Persistence Characteristics of Australian Rainfall Anomalies, International Journal of Climatology, Vol 17: 597–613.
- WAGNER, R.G., DA, S., ARLINDO, M.(1994).Surface conditions associated with anomalous rainfall in the guinea coastal region, International Journal of Climatology, Vol 14: 179-199.
- Wu, B., Wang, J. (2002).Winter Arctic Oscillation, Siberian High and East Asian Winter Monsoon, Geophysical Research Letters, Vol 29(19).
- Zhang, L., Zhu, X., Fraedrich, K., Sielmann, F., Zhi, X.(2014). Interdecadal variability of winter precipitation in Southeast China, Climate Dynamics, Vol 43: 2239–2248.
کلیدواژه‌ها [English]
مقدمه
بارش، یکی از مهم‌ترین و در عین حال پیچیده‌ترین عناصر اقلیمی به شمار می‌رود. این مایة حیاتی که زیست و حیات جانداران به آن وابسته است، توزیع زمانی و مکانی بسیار متغیر در پهنة جهانی دارد. در عین اینکه مناطق محدودی از سیارة زمین با مازاد بارش روبه‌روست، بخش عظیمی از آن با کمبود و فقر این مایة حیاتی مواجه است؛ بنابراین توزیع مکانی آن در سیاره اصلاً مورد رضایت ساکنان زمین نیست. در عرض‌های جنب حاره این محدودیت و فقر بسیار چشمگیر است. به دلیل اهمیت حیاتی این ماده، در این مناطق مدیریت هر قطرة آن ضرورت می‌یابد؛ به همین دلیل کارگزاران و استفاده‌کنند‌گان بسیار مایل هستند این بارش‌ها در دورة سردتر اتفاق بیفتد تا اتلاف حاصل از تبخیر و تعرق به کمترین حد برسد؛ بنابراین بارش‌های زمستانه برای این مناطق بسیار مفید و مؤثر است.
در چند پژوهش انجام‌شده در منطقة جنوبی ایران مشخص شد در روند بارش ماهانه در دورة سرد سال، بارش ماه فوریه در مقایسه با دو ماه قبل و بعد از خود به‌طور محسوسی در بیشتر ایستگاههای جنوب و جنوب غربی کاهش می‌یابد. با توجه به اینکه نواحی جنوبی از معدود نواحی ایران است که دورة بارشی با دورة کشت انطباق دارد، این مسئله به‌مثابة پرسش اصلی این پژوهش بررسی و تحلیل شده است.
دورة بارشی در هر منطقه‌ای به اقلیم آن منطقه و موقعیت جغرافیایی آن منطقه نسبت به گردش عمومی جوّ وابسته است (لشکری و همکاران، 1395: 60) و تغییرات فصلی و نامنظم الگوی گردش جوّی تغییر رژیم بارش را کنترل می‌کند (فتاحی و رحیم‌زاده، 1388: 21). تغییر در الگوهای بارش بسیار اهمیت دارد؛ به طوری که بررسی دقیق رفتار بارشی قلمروهای جغرافیایی برای دستیابی به برنامه‌ریزی مدیریت منابع آب، مدیریت بحران حوادث طبیعی (سیل، یخبندان و...) و پیش‌بینی‌های جوّی و نیز توسعة اجتماعی و اقتصادی ضروری است (شبانکاری و حلبیان، 1391: 170). برپایة دیدگاه موجود، مقادیر بارش لزوماً از ماه ژانویه به سمت ماههای گرم سیر نزولی دارد. این شرایط به‌ویژه در میانگین‌های طولانی‌مدت کاملاً نمایان است؛ اما برخلاف تصور، در پی بررسی‌ها و تحلیل‌های انجام‌شده روی بارش طولانی‌مدت جنوب غرب ایران، تغییرات و ناهنجاری در بارش زمستانة این منطقه دیده شد؛ به طوری که در این منطقه بارش ماه فوریه کمتر از دو ماه قبل و بعد از خود یعنی ژانویه و مارس است؛ حتی تعداد سامانه‌های ورودی به منطقة جنوب غرب نیز در ماه فوریه در مقایسه با دو ماه دیگر زمستان کاهش می‌یابد.
سامانة آب‌وهوا مجموعه‌ای به‌هم‌پیوسته و مرتبط است که همانند یک سامانة کامل، تمامی اجزای آن در ارتباط با یکدیگر عمل می‌کنند. وابستگی‌ها در این سامانه به حدی قوی و پیچیده است که هرگونه تغییر و نوسان در بخش و منطقه‌ای از این مجموعه بر سایر بخش‌ها و مؤلفه‌های آن تأثیر می‌گذارد (حیدری و خوش‌اخلاق، 1394: 221). با توجه به اینکه بارها در مطالعات گذشته به نقش الگوهای گردش جوّ و تغییرات آن به‌منزلة مهم‌ترین عامل در ایجاد ناهنجاری بارش اشاره شده است، بدون تردید تغییرات الگوی گردش جوّ در مقیاس منطقه‌ای و محلی به ایجاد چنین تغییراتی در بارش جنوب غرب ایران منجر می‌شود؛ بنابراین موضوعی که در حال حاضر توجه ما را به خود جلب می‌کند، درک چگونگی ایجاد ناهنجاری‌های ماهانة بارش زمستانی جنوب غرب ایران و شناسایی مکانیسم‌های ایجادکنندة چنین تغییراتی است. این تغییرات و نوسان‌ها در رژیم‌ها و الگوهای بارشی نواحی مختلف ناشی از عوامل تأثیرگذار در ایجاد بارش است که شناخت این عوامل و بررسی تغییرات آنها مهم و نیازمند مطالعه است. از آنجا که عامل بسیار مهم در ایجاد بارش در یک منطقه، وجود رطوبت یا انتقال رطوبت در جریان گردش جوّ است، تغییرات رطوبتی وابسته به گردش جوّ در مقیاس منطقه‌ای بررسی و ارزیابی شده است.
بیشتر مطالعات انجام‌شده در این زمینه دربارة الگوهای جوّی- اقیانوسی و ارتباط آن با نوسان‌ها و ناهنجاری‌های بارش است. در میان آنها، نقش نوسان جنوبی[1](ENSO) بسیار پررنگ‌تر از سایر این الگوهاست؛ زیرا اقیانوس‌های گرمسیری آرام و اطلس از طریق ENSO و حالت‌های تغییرپذیری SST اطلس، نقش مهمی در ناهنجاری بارش در بسیاری از مناطق جهان بسته به موارد بارشی و فصول دارند (Andreoli et al., 2012: 1193). در بیشتر این مطالعات، وجود رابطه میان الگوهای جوّ و اقیانوس با بارش منطقة مطالعاتی احراز شده است. در ادامه به نتایج تعدادی از آنها به‌طور خلاصه اشاره می‌شود:
بررسی ناهنجاری‌های دما و بارش فصلی جهان طی النینو در پاییز و زمستان (Larkin & Harrison, 2005: 1)، تغییر بارش‌های فصلی در فیلیپین به‌واسطة پدیدة نوسان جنوبی النینو (ENSO) (Lyon et al., 2006: 1)، ماهیت تداوم ناهنجاری‌های بارش ماهانة قارة استرالیا به‌ویژه در شرق آن به دلیل تأثیر SOI[2] (Simmonds & Hope, 1997: 597)، هدایت ناهنجاری‌های فصلی بارندگی در آمازون مرکزی و شرقی با الگوهای اقیانوسی و جوّی ENSO در اقیانوس‌های اطلس و آرام استوایی (Andreoli et al., 2012: 1204)، تأثیر رویدادهای النینو بر بارندگی‌های فصلی زیر نرمال و رویدادهای لانینا با بارش‌های بالاتر از نرمال (Mason & Goddard, 2001: 619)، سازگاری ناهنجاری بارش در جنوب برزیل همراه با رویدادهای النینو و لانینا (Grimm et al., 1998: 2863)، الگوهای بارش و دما و ارتباط آن با النینو و نوسان جنوبی (Ropelewski & Halpert, 1986: 2352) و وجود رابطة معنادار بین ناهنجاری‌های بارش در اروگوئه و جنوب برزیل و دمای سطح دریا در اقیانوس‌های آرام و اطلس (Diaz et al., 1998: 251).
تمرکز برخی پژوهشگران فقط بر الگوهای اقیانوسی به‌ویژه دمای سطح آب و ارتباط آن با ناهنجاری‌های بارش در مناطق مختلف جهان بوده است. ارتباط میانگینSST[3] های بالای (پایین) اقیانوس اطلس در جنوب غرب انگلستان با سطوح پایین (بالا) بارندگی روی این مناطق (Phillips & Mcgregor, 2002: 215)، رابطه میان دمای سطح دریا و الگوهای ناهنجاری بارش غرب آفریقا (Fontaine & Janicot, 1996: 2935)، ارتباط SST بالا (پایین)، باد جنوب غربی ضعیف (قوی) در سطح پایین در دریای جنوبی چین، کاهش (افزایش) انتقال بخار آب در جنوب چین، کاهش (افزایش) بارش بهار در شرق بخشی از جنوب غربی چین و افزایش (کاهش) رطوبت خاک (Gao et al., 2014: 228)، انحراف مثبت (منفی) SST و تقویت (تضعیف) حمل‌ونقل هوای گرم و مرطوب و بارش فراوان در جنوب شرقی چین (Zhang et al., 2014: 2239) و نقش مهم الگوی SST در بارش ناهنجار در سواحل گینه (Wagner & Da Silva, 1994: 179)، ازجمله نتایج حاصل از این مطالعات است.
تعدادی دیگر از مطالعات فقط برپایة تغییرات در الگوی گردش جوّ و جابه‌جایی مراکز فشار و ارتباط آن با ناهنجاری‌های بارش انجام شده است:
ازجمله ارتباط الگوی بارش زمستان بخش شمالی هند و پاکستان (جنوب آسیا) با جابه‌جایی عرضی پرفشار سیبری (Iqbal et al., 2012: 1)، هماهنگی ارتباط میان تغییرات دهه‌ای پرفشار سیبری و موسمی زمستانی شرق آسیا (Chang & Lu, 2012: 1773)، تأثیر جابه‌جایی جنوب‌سوی پرفشار آزور در شار هوای گرم و مرطوب از اقیانوس اطلس به اروپا و افزایش بارش نسبت به حرکت شمال‌سوی آن (Rashid et al., 2012: 992)، تأثیرات مستقیم و جالب توجه پرفشار سیبری در موسمی زمستانة شرق آسیا به‌ویژه در تراز دریا در مقایسه با نوسان شمالگان (Wu & Wang, 2002: 1)، گسترش غرب‌سوی پرفشار جنب حارهای اقیانوس آرام و ایجاد ناهنجاری‌های بارش تابستان در جنوب چین (Gao et al., 2014: 228)، نقش مهم مهاجرت شمال به جنوب ناوة گرمسیری در تعدیل بارندگی‌های این مناطق (Kayano et al., 1988: 487)؛ همچنین تأثیر تغییر گردش جوّی نامناسب در مجموع بارش‌های سنگین طی دو ماه سپتامبر و اکتبر 1976 (Ratcliffe, 1977: 36)، رابطة بین فازهای AAO مثبت (منفی) با تشدید انحنای آنتی سیکلونیک (سیکونیک) سطح بالا، همگرایی رطوبت ضعیف (افزایش) و کاهش (افزایش) بارش روی جنوب شرقی آمریکای جنوبی به‌ویژه در بهار (Silvestri & Vera, 2003: 1)، ارتباط افزایش بارش در جنوب شرقی چین با تودة هوای قطبی AO که تحت تأثیر ناهنجاری‌های گردشی در عرض‌های میانه و بالا قرار دارد (Zhang et al., 2014: 2239) و همراهی آنومالی گردش جوّ و انتقال رطوبت از اقیانوس اطلس به منطقة یورو- مدیترانه با ناهنجاری‌های باران مشاهده‌شده (Mariotti et al., 2002: 1).
مطالعات بسیار زیادی در این زمینه در ایران انجام شده است که به تعدادی از نتایج آنها اشاره می‌شود:
تأثیر تغییرات مقادیر نوسان مدیترانة شرقی بر شدت و ضعف رخدادهای خشکسالی- ترسالی بارش ایستگاههای غرب ایران (بساطی و یاراحمدی، 1396: 307)، تغییرات ناهنجاری‌ها و چرخه‌های آب قابل بارش جوّ ایران و وجود چرخه‌های کوتاه‌مدت دو تا پنج‌ساله در آن (عساکره و همکاران، 1393: 442)، ارتباط شدت و گسترش بارندگی‌های تابستانة نیمة جنوبی ایران با عقب‌نشینی سیستم پرارتفاع جنب حاره و پیشروی سیستم موسمی و جریان‌های غربی (سلیقه و صادقی‌نیا، 1389: 95)، ارتباط بین نوسان بارش روزانه و تغییرات فشار تراز دریا با دو الگوی بارشی موسمی و سودانی در کرانه‌های جنوبی ایران (شبانکاری و حلبیان، 1391: 165)، رابطة مستقیم و معنادار میان بارش سواحل جنوبی دریای خزر و الگوی پیوند از دور دریای شمال- خزر (قویدل رحیمی و همکاران، 1392: 29)، رابطة معکوس و معنادار در سطح 95 درصد بین بارش غرب ایران و مراکز فشار دریای مدیترانه (حیدری و خوش‌اخلاق، 1394: 221)، نقش مهم الگوی ناهنجاری‌های دمای سطح آب اقیانوس هند در نوسان‌های بارش نیمة جنوبی ایران (پوراصغر و همکاران، 1396: 145)، ارتباط خشکسالی‌های شدید در جنوب و جنوب غرب ایران با زبانه‌های چهار سامانة واچرخندی آزور، آفریقا، عربستان و سیبری (لشکری و همکاران، 1396: 141)، ارتباط و همراهی جابه‌جایی غرب‌سوی پرفشار عربستان و ایجاد نامناسب‌ترین الگو برای بارش جنوب و جنوب غرب ایران (لشکری و همکاران، 1395: 71؛ Mohammadi et al., 2021: 1) و تأثیر موقعیت مکانی، شکل و پهنة گردشی پرفشار عربستان در تزریق رطوبت و ایجاد بارش در ایران (کریمی و همکاران، 1395: 569؛ Lashkari et al., 2020: 13).
روش‌شناسی پژوهش
همان‌طور که بیان شد، هدف این پژوهش، شناسایی علل یا عوامل همدیدی کاهش بارش‌ها در نیمة جنوبی ایران در ماه فوریه نسبت به ماه مارس است. به همین منظور ابتدا ایستگاههای نماینده که بیش از 30 سال آمار هواشناسی مدون داشته است، انتخاب شد (جدول 1). نقشة محدودة جغرافیایی و موقعیت ایستگاههای انتخابی در شکل 1 ارائه شده است؛ سپس بارش‌های روزانه و ماهانة این ایستگاهها (دورة آماری 1986- 2017) از سازمان هواشناسی کشور ایران دریافت شد. شکل 2 میانگین طولانی‌مدت بارش منطقة جنوبی ایران در سه ماه ژانویه، فوریه و مارس را نشان می‌دهد.
براساس تجربة پژوهش‌های پیشین نویسندگان، پرسش‌ها و پیش‌فرض‌های متعددی مطرح شد. برای پاسخ به هریک از پرسش‌های مطرح‌شده، پژوهش جداگانه‌ای شکل گرفت. پرسش اول این بود که ممکن است تعداد سامانه‌های ورودی به منطقه در ماه فوریه نسبت به ماههای پیش و پس از آن کاهش پیدا کرده باشد.
محمدی (1399) با استفاده از بارش‌های روزانه، سامانه‌های ورودی در دو ماه فوریه و مارس را استخراج کرده است (جدول 2). هرچند همان‌طور که مشاهده می‌شود در بیشتر ایستگاهها تعداد سامانه‌های ورودی به منطقه در ماه فوریه در مقایسه با ماه مارس کمتر است، اما به‌طورکلی تغییر چندانی را نشان نمی‌دهد. پرسش دوم دربارة تغییر در الگوهای همدیدی در ماه فوریه نسبت به ماههای پیش و پس از خود بود. برای بررسی الگوهای همدیدی از داده‌های شبکه‌بندی‌شده با قدرت تفکیک مکانی 5/0 * 5/0 درجه ERA Interim مرکز پیش‌بینی‌های میان‌مدت اروپا ([4]ECMWF) استفاده شده است.
شکل 1. پراکنش و موقعیت جغرافیایی ایستگاههای نماینده در جنوب غرب ایران (منبع: نویسندگان، 1399)
Figure 1. Distribution and geographical location of representative stations in southwestern Iran
(Source: Authors, 1399).
جدول 1. مشخصات جغرافیایی ایستگاههای مورد استفاده در پژوهش (منبع: نویسندگان، 1399)
Table 1. Geographical characteristics of the stations used in the research (Source: Authors, 1399)
|
نام ایستگاه |
ارتفاع (m) |
طول جغرافیایی (°E) |
عرض جغرافیایی (°N) |
|
اهواز |
22.5 |
48 40 |
31 20 |
|
ایلام |
1337 |
46 26 |
33 38 |
|
خرم‌آباد |
1147.8 |
48 17 |
33 26 |
|
شهرکرد |
2048.9 |
50 51 |
32 17 |
|
مسجد سلیمان |
320.5 |
49 17 |
31 56 |
|
صفی‌آباد (دزفول) |
82.9 |
48 25 |
32 16 |
|
آبادان |
6.6 |
48 15 |
30 22 |
|
امیدیه (آغاجاری) |
27 |
49 40 |
30 46 |
|
الیگودرز |
2022.1 |
49 42 |
33 24 |
|
بندرعباس |
9.8 |
56 22 |
27 13 |
|
میناب |
29.6 |
57 5 |
27 6 |
|
جزیرة سیری |
4.4 |
54 29 |
25 53 |
|
ابوموسی |
6.6 |
54 50 |
25 50 |
|
شیراز |
1488 |
52 36 |
29 32 |
|
بوشهر |
9 |
50 49 |
28 58 |
|
آباده |
2030 |
52 40 |
31 11 |
|
دوگنبدان |
726 |
50 49 |
30 20 |
|
فسا |
1268 |
53 41 |
28 58 |
|
بوشهر (ساحلی) |
8.4 |
50 49 |
28 54 |
|
بندر لنگه |
22.7 |
54 50 |
26 32 |
|
جاسک |
5.2 |
57 46 |
25 38 |
|
کیش |
30 |
53 59 |
26 30 |
شکل 2. میانگین طولانی‌مدت بارش ماههای ژانویه، فوریه و مارس در ایستگاههای جنوب و جنوب غرب ایران
(منبع: نویسندگان، 1399)
Figure 2. Long-term average rainfall in January, February and March in southern and southwestern stations of Iran (Source: Authors, 1399)
جدول 2. فراوانی ماهانة روزهای دارای بارش سودانی در 22 ایستگاه همدید جنوب غرب طی سال‌های 1957- 2017
(منبع: محمدی، 1399)
Table 2. Monthly frequency of rainy days due to the Sudanese system in 22 southwestern synop stations during 1957-2017 (Source: Mohammadi, 1399)
|
|
یاسوج |
دوگنبدان |
ایلام |
دهلران |
دره شهر |
ایوان |
خرم‌آباد |
الیگودرز |
بروجرد |
الشتر |
شهرکرد |
کوهرنگ |
بروجن |
لردگان |
اهواز |
آبادان |
دزفول |
مسجدسلیمان |
بستان |
امیدیه |
ایذه |
بهبهان |
معدل |
|
فوریه |
175 |
106 |
145 |
59 |
38 |
65 |
236 |
102 |
105 |
51 |
199 |
223 |
91 |
107 |
102 |
67 |
172 |
108 |
60 |
89 |
100 |
60 |
100 |
|
مارس |
192 |
120 |
153 |
58 |
48 |
77 |
271 |
116 |
115 |
70 |
217 |
211 |
96 |
100 |
89 |
39 |
157 |
110 |
55 |
70 |
90 |
43 |
113 |
برای تحلیل همدیدی، تعدادی نمونه از میان‌دورة آماری انتخاب شد. جدول 3 مشخصات بارشی نمونه‌های انتخابی را برای تحلیل همدیدی نشان می‌دهد.
جدول 3. مشخصات بارشی سال‌های منتخب برای ارزیابی ناهنجاری بارش ماههای ژانویه، فوریه و مارس
(منبع: نویسندگان، 1399)
Table 3. Precipitation characteristics of selected years for assessment of precipitation anomalies in January, February and March (Source: Authors, 1399).
|
شماره |
سال |
ژانویه (mm) |
فوریه (mm) |
مارس (mm) |
|
1 |
1987 |
11.7 |
27.2 |
91.9 |
|
2 |
1994 |
35.9 |
15.2 |
51.6 |
|
3 |
1996 |
114.4 |
63.7 |
118.6 |
|
4 |
1997 |
56.7 |
5.7 |
123.0 |
|
5 |
2009 |
23.7 |
17.7 |
43.7 |
|
6 |
2014 |
81.1 |
17.4 |
49.4 |
پرسش سوم دربارة تغییر میزان رطوبت فرارفت‌شده از روی دریاهای گرم عرب و عمان به درون منطقة مطالعاتی بود. با توجه به اینکه مطالعات پیشین نشان می‌داد دریای عرب و عمان، منبع مهمی از بخار آب و انرژی در ترازهای زیرین برای بارش ایران به‌ویژه مناطق جنوبی و جنوب غربی آن است (کریمی، 1386: 1؛ کریمی و فرج‌زاده، 1390: 109؛ کریمی و همکاران، 1395: 557 و 1398، 584؛ لشکری و محمدی، 1394: 73؛ لشکری و همکاران، 1395: 95 و 1396: 141؛ Farajzadeh et al., 2007: 3023)، برای بررسی تغییرات رطوبتی ایجادشده در ماههای زمستان، تغییرات رطوبت انتقالی از روی این دریا در ترازهای زیرین جوّ محاسبه شد. به‌منظور ارزیابی آماری شار رطوبت از روی دریای عرب و عمان روی منطقة جنوب و جنوب غرب ایران، مقادیر شار رطوبت خارج‌شده (منفی) از روی دریای عرب و عمان و واردشده (مثبت) به منطقة جنوب و جنوب غرب ایران در نظر گرفته شد. این ارزیابی با بهره‌گیری از روابط 1 و 2 محاسبه و از نقاط شبکه‌ای 5/0 در 5/0 درجه استخراج شد (شکل 3). برای نمایش تغییرات شار رطوبت در سه ماه ژانویه، فوریه و مارس از تکنیک میان‌یابی استفاده شده است.
مجموع بردار باد افقی با رابطة 1 حاصل می‌شود:
رابطة 1
در آن u و v به ترتیب مؤلفه‌های مداری و نصف‌النهاری باد هستند.
مجموع انتگرال عمودی از واگرایی افقی شار بخار آب (مجموع شار رطوبت) در سطوح زیرین جوّ از رابطة 2 محاسبه شده است:
رابطة 2
در آن q رطوبت ویژه (kg kg−1)، g ثابت شتاب گرانشی (9.8 m s−2) و dp تغییر فشار است. V بردار افقی باد (m s−1) است که با رابطة 1 محاسبه می‌شود؛ به همین ترتیب Q مجموع شار رطوبت است (Peixoto, 1973: 5; Malik & Taylor, 2011: 280).
شکل 3. پوشش نقاط شبکة 0.5 در 0.5 درجه استفاده‌شده در استخراج مقادیر شار رطوبت روی دریای عرب و جنوب و جنوب غرب ایران (منبع: نویسندگان، 1399)
Figure 3. Coverage of 0.5 * 0.5 degree grid points used in extracting moisture flux values on the Arabian Sea and south and southwest of Iran (Source: Authors, 1399)
جابه‌جایی و نوسان در الگوها و سامانه‌های فشار به تغییرات چشمگیری در پدیده‌های هواشناسی منجر می‌شود؛ بر این اساس بررسی این الگوها در ترازهای مختلف جوّ، پاسخگوی ابهامات درزمینة تغییرات یا ناهنجاری‌های اقلیمی در قلمرو جغرافیایی زیر سیطرة آنها یا حتی مناطق دوردست است (لشکری و همکاران، 1396: 60)؛ بنابراین با توجه به نقش بسیار مهم واچرخند عربستان در انتقال رطوبت از دریاهای عرب و عمان روی شبه‌جزیرة عربستان و کم‌فشار سودان و همچنین نقش مهم‌تر ناوة مدیترانه‌ای در فرارفت رطوبت انتقالی از این دریاهای گرم روی منطقة مطالعاتی، در ادامه موقعیت مکانی استقرار و جابه‌جایی هستة این واچرخند روی آب‌های گرم و همچنین موقعیت و عمق ناوة مدیترانه‌ای در ترازهای زیرین (850 و 700 هکتوپاسکال) طی سه ماه مدنظر در دورة آماری و نیز نمونه‌های انتخابی استخراج و بررسی شده است؛ با توجه به اینکه براساس مطالعات انجام‌شده، جت جنب حارهای نقش بسیار تعیین‌کننده‌ای در ساختار دینامیکی سامانه‌های بارشی انتقالی از کم‌فشار سودان دارد (عساکره و همکاران، 1392: 121؛ لشکری و همکاران، 1396: 141؛ فرج‌زاده و همکاران، 1386: 256)؛ به همین دلیل یکی دیگر از مؤلفه‌های بررسی‌شده در این پژوهش، تغییرات موقعیت و ساختار محور جت جنب حارهای در نمونه‌های انتخابی در هر سه ماه ژانویه، فوریه و مارس است. براساس نتایج مطالعات فوق ترازهای 300 و 250 هکتوپاسکال، مناسب‌ترین ترازها برای مطالعة جت جنب حارهای روی منطقة غرب آسیاست؛ بنابراین محور جت در این ترازها استخراج و بررسی شده است.
برای تعیین موقعیت استقرار هستة مرکزی پرفشار و موقعیت قرارگیری ناوه و جت، از نقشه‌های میانگین ماهانة ماههای فوق استفاده شد. نقشه‌ها از محاسبة میانگین هر کدام از متغیرها طی دورة آماری و ترسیم آنها حاصل شد. با بررسی نقشه‌های ماهانة ترسیم‌شده به ترتیب از سال 1986 تا 2017، و استخراج و ترسیم هستة مرکزی پرفشار عربستان، محور ناوه و جت، جابه‌جایی آنها در هر ماه تعیین و خروجی آن به شکل نقشه ارائه شد. نحوة استخراج مؤلفه‌های بیان‌شده به‌صورت شماتیک در شکل 4 نمایش داده شده است.
شکل 4. الگوی شماتیک از نحوة استخراج موقعیت استقرار هستة مرکزی پرفشار، موقعیت قرارگیری محور ناوه و جت
(منبع: نویسندگان، 1399)
Figure 4. Schematic model of how to extract the location of the high-pressure central core, the position of the trough and jet axis (Source: Authors, 1399)
یافته‌های پژوهش
همان‌طور که بیان شد، هدف اصلی این پژوهش، علت‌یابی کاهش بارش در ماه فوریه در مقایسه با ماه ژانویه و مارس در منطقة جنوبی کشور ایران است. نتایج به‌دست‌آمده از پژوهش‌های قبل (Esfandiari & Lashkari, 2020: 1125; Mohammadi & Lashkari, 2020: 1) نشان می‌داد بارش در ماه فوریه در بیشتر ایستگاههای استان‌های ساحلی خلیج فارس نسبت به ماه پیش و پس از خود به‌طور محسوسی کاهش می‌یابد. در بعضی از سال‌ها این میزان کاهش کاملاً چشمگیر است. براساس آنچه در روش پژوهش نیز دیدیم، مقادیر بارش طولانی‌مدت در ماه فوریه نسبت به ماه پیش و پس کاهش محسوسی دارد.
شکل a-c5، نقشة پهنه‌بندی‌شدة میانگین بارش طولانی‌مدت ماههای ژانویه، فوریه و مارس را نشان می‌دهد. همان‌طور که دیده می‌شود، در ماه فوریه، هم حجم بارش و هم منطقة حداکثری آن، تفاوت چشمگیری با ماه مارس و ژانویه دارد.
شکل a-c6 نمودار شار رطوبت از دریای عرب و شار رطوبت روی منطقه و همچنین معدل بارش رخ‌داده روی ایستگاههای منطقه در سال‌های نمونه را نشان می‌دهد. مقایسة مقادیر بارش رخ‌داده با رطوبت شارش‌شده از روی دریای عرب تفاوت بسیار چشمگیری را در ماه فوریه نشان می‌دهد؛ در حالی که در ماه مارس این تفاوت بسیار کم است و در موارد زیادی کاملاً بر هم انطباق دارند.
|
c) Mar
|
b) Feb
|
a) Jan
|
شکل 5. نقشة میانگین همبارش جنوب غرب ایران طی دورة 1986- 2017، ماههای ژانویه (a)، فوریه (b) و مارس (c)
(منبع: نویسندگان، 1399)
Figure 5. Map of the average rainfall of southwestern Iran during the period 1986-2017, January (a), February (b) and March (c) (Source: Authors, 1399)
|
c)
|
b)
|
a)
|
شکل 6. میانگین شار رطوبت ( ) خارج‌شده (منفی) از دریای عرب (a) و واردشده (مثبت) به جنوب غرب ایران (b) و مجموع بارش (c) این منطقه در ماههای فوریه (آبی) و مارس (قرمز) سال‌های منتخب (منبع: نویسندگان، 1399)
Figure 6. Mean moisture flux ( ) exiting (negative) from the Arabian Sea (a) and entering (positive) to southwestern Iran (b) and total precipitation (c) ) This region in the months of February (blue) and March (red) of selected years (Source: Authors, 1399)
کاهش بارش در ماه فوریه این پرسش را مطرح می‌کرد که شاید شار رطوبتی در ماه فوریه از پهنه‌های آبی اطراف روی منطقه کاهش داشته است؛ به همین منظور شار رطوبتی از دریاهای اطراف در ماههای ژانویه، فوریه و مارس در سال‌های منتخب براساس شاخص‌های بیان‌شده محاسبه شد. در گام اول مقادیر شار رطوبت از دریای عرب، با توجه به اینکه منشأ اصلی و مهم تأمین‌کنندة رطوبت سامانه‌های بارشی ورودی به این منطقة جغرافیایی است (کریمی، 1386: 1؛ کریمی و فرج‌زاده، 1390: 109؛ کریمی و همکاران، 1395: 557 و 1398، 584؛ لشکری و محمدی، 1394: 73؛ لشکری و همکاران، 1395: 59 و 1396: 141؛ Farajzadeh et al., 2007: 3023)، بررسی شده است. اشکال a-c7، شار رطوبت از دریای عرب و رطوبت شارش‌شده روی منطقه را در ماههای ژانویه، فوریه و مارس در 6 سال نمونة انتخابی نشان می‌دهد. بررسی دقیق‌تر شار رطوبت از روی دریای عرب و عمان و شمال اقیانوس هند نشان می‌دهد رطوبت شارش‌شده از روی دریاهای گرم در ماه فوریه کمتر از دو ماه دیگر نبوده است، بلکه در بعضی از سال‌ها مانند 2014، 1994 و 1987 بسیار بیشتر از آنهاست؛ ولی توجه به رطوبت شارش‌شده روی منطقة مطالعاتی نشان می‌دهد در تمام سال‌ها این مقدار در ماه فوریه تقریباً کمتر از ماه ژانویه و مارس است. در سال‌های 1994، 1987 و 1997 این تفاوت بسیار چشمگیر است. به‌طورکلی رطوبت خروجی از دریای عرب در ماه مارس با مقادیر رطوبت واردشده به منطقه انطباق بسیار خوبی را نشان می‌دهد؛ حتی در سال 2014 رطوبت واردشده به منطقه بیش از شار رطوبت از روی دریای عرب است؛ ولی در ماه فوریه بین شار رطوبتی از روی دریای عرب و رطوبت واردشده به منطقه انطباقی وجود ندارد و در بعضی سال‌ها همانند 1987 و 1997 این تفاوت بسیار چشمگیر است؛ بنابراین باید در مسیر انتقال رطوبت از روی دریاهای اطراف به داخل منطقه در ماه فوریه مانع یا موانعی وجود داشته باشد.
|
|
c) Mar |
b) Feb |
a) Jan |
|
1987 |
|||
|
|
|
|
|
|
1994 |
|||
|
|
|
|
|
|
1996 |
|||
|
|
|
|
|
|
1997 |
|||
|
|
|
|
|
|
2009 |
|||
|
|
|
|
|
|
2014 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
شکل 7. نقشة میانگین شار رطوبت ( ) میان‌یابی‌شده از دریای عرب و جنوب غرب ایران در سال‌های منتخب در ماههای ژانویه (a)، فوریه (b) و مارس (c) (منبع: نویسندگان، 1399)
Figure 7. Map of average moisture flux ( ) mediated from the Arabian Sea and southwestern Iran in selected years in January (a), February (b) and March (c) (Source: Authors, 1399)
حال باید به دنبال علل یا عواملی بود که در انتقال رطوبت از روی دریاهای گرم روی منطقة مطالعاتی در فوریه مانعی ایجاد کرده و رطوبت در طول مسیر انتقال تخلیه شده و ریزش کرده است. در میان عوامل مؤثر بر جابه‌جایی و انتقال رطوبت از دریای عرب روی منطقه به نظر می‌رسید جابه‌جایی طولی و عرضی واچرخند عربستان نقش مهمی دارد؛ به همین دلیل موقعیت طولی و عرضی هستة مرکزی واچرخند عربستان در یک دورة آماری 32ساله برای تراز 850 هکتوپاسکال محاسبه شده است. این تراز برای بررسی موقعیت و جابه‌جایی واچرخند عربستان به دلیل اینکه نزدیک‌ترین تراز به مسیر انتقال رطوبت به منطقه است، گزینش شد. براساس مطالعات انجام‌شده (لشکری و محمدی، 1394؛ کریمی و همکاران، 1395)، بیشترین فرارفت رطوبتی از این دریاهای گرم روی منطقه با توجه به الگوهای همدیدی و توپوگرافی، از تراز 850 هکتوپاسکال است. اشکال a-c8 (راست) روند زمانی موقعیت جغرافیایی هسته‌های واچرخند عربستان را در این بازة زمانی نشان می‌دهد.
در ماه فوریه، تمرکز اصلی هسته‌ها ازلحاظ عرض جغرافیایی در همان موقعیت 20 درجة شمالی است، ولی در قیاس با ماه ژانویه، موقعیت عرضی هسته‌ها حدود یک درجه جابه‌جایی جنوب‌سو دارد. در سال‌های منتخب نیز همین مسئله تأیید شد؛ بنابراین ازلحاظ موقعیت عرضی تفاوت فاحشی در موقعیت واچرخند عربستان بین دو ماه وجود ندارد، ولی ازلحاظ طول جغرافیایی نوسان‌های هسته‌ها در سه ماه بسیار شدیدتر است؛ به طوری که در بعضی از سال‌ها هسته‌ها تا نزدیکی طول 70 درجة شرقی نیز جابه‌جا شده‌اند. در مقایسة عمومی، هسته‌ها در ماه ژانویه، چه در کل دورة 32ساله و چه در سال‌های منتخب، کاملاً در یک محدودة ده درجه‌ای (47.5 تا 57.5 درجه) متمرکز شده‌اند؛ ولی در ماه فوریه هسته‌ها پراکنده‌تر و حتی قدری شرق‌سوتر هستند و در سال‌های منتخب که بارش‌های این ماه به‌طور شاخصی کمتر شده است، هسته‌ها کاملاً به سمت خشکی تمایل دارند (شکل b8 و 9).
در ماه مارس موقعیت هسته‌ها ازلحاظ عرض جغرافیایی شباهت زیادی با موقعیت هسته‌ها با دو ماه قبل دارد و هسته‌ها عموماً روی عرض جغرافیایی 20 درجة شمالی استقرار دارند؛ ولی همان‌طور که کاملاً مشهود است، هسته‌ها ازلحاظ طولی در مقایسه با دو ماه قبل جابه‌جایی شرق‌سوی چشمگیری را نشان می‌دهند. با وجود اینکه پراکنش اصلی سامانه‌ها بین طول‌های 50 تا 60 درجه است، ولی تمایل به سمت عرض 60 درجه بسیار بیشتر است. پدیدة بسیار مشهود در این نمودار، جابه‌جایی شرق‌سوی هسته‌ها در سال‌های منتخب است؛ به طوری که در این سال‌ها هسته‌ها یا روی طول 60 درجة جغرافیایی یا شرقی‌تر از این طول استقرار دارند؛ به بیان دیگر موقعیت طولی هسته‌ها در سال‌های منتخب نسبت به موقعیت طولی آنها در سایر سال‌ها در همین ماه حدود 5 درجه جابه‌جایی شرق‌سو دارند؛ همچنین در مقایسه با موقعیت هسته‌های سال‌های منتخب در دو ماه قبل نیز حدود 5 تا 7 درجه جابه‌جایی شرق‌سو داشته‌اند (شکل c8 و 9).
اشکال a-c8 (چپ) جابه‌جایی موقعیت طولی و عرضی جغرافیایی هسته‌های واچرخندی را در سه ماه زمستان برای دورة 32ساله نشان می‌دهد. در ماه ژانویه تمام هسته‌ها روی خشکی شرق عربستان و در مرز کشور عربستان، عمان و یمن شمالی استقرار دارند. همان‌طور که دیده می‌شود، در این ماه هیچ‌یک از هسته‌ها روی آب قرار ندارند (اشکال a8 و 9). در ماه فوریه هسته‌ها قدری جابه‌جایی شرق‌سو پیدا کرده‌اند؛ به طوری که عمدة هسته‌ها داخل کشور عمان منتقل شده است. در تعدادی از ماهها نیز هسته‌ها روی آب‌های دریای عمان و شمال دریای عرب قرار گرفته‌اند؛ ولی در تمام سال‌های نمونه، هسته‌های پرفشار روی خشکی و دقیقاً روی مرز عربستان و کشور عمان قرار دارند (اشکال b8 و 9). در ماه مارس جابه‌جایی‌ها نسبت به دو ماه قبل کاملاً محسوس و چشمگیر است. بیشتر هسته‌ها روی کشور عمان و ساحل شرقی این کشور قرار دارند؛ به طوری که در 11 سال از 32 سال بررسی‌شده، هسته‌ها کاملاً روی عمان قرار دارند. پدیدة جالب اینکه هسته‌های پرفشار تمام سال‌های نمونه با فاصلة دوری از ساحل در داخل آب‌های دریای عرب واقع شده‌اند (اشکال c8 و 9).
|
a) Jan |
|
|
|
|
|
b) Feb |
|
|
|
|
|
c) Mar |
|
|
|
|
شکل 8. نقشة موقعیت (چپ) و نمودار روند زمانی جابه‌جایی موقعیت طولی (آبی) و عرضی (قرمز) (راست) هسته‌های مرکزی پرفشار عربستان در تراز 850 هکتوپاسکال طی سال‌های 1986- 2017 در ماههای ژانویه (a)، فوریه (b) و مارس (c) (سال‌های منتخب در نمودار به شکل بزرگ‌تر و در نقشه به شکل دایره‌های سیاه نمایش داده شده است) (منبع: نویسندگان، 1399)
Figure 8. Position map (left) and time trend graph of the longitudinal (blue) and latitudinal (red) (right) position of the high-pressure central cores of Arabian subtropical at the 850 hPa during the years 1986-2017 in January (a), February (b) and March (c) (selected years are shown in the graph in larger form and in the map in the form of black circles) (Source: Authors, 1399)
|
a) |
|
|
|
|
|
c) |
b) |
|
|
|
شکل 9. نقشة موقعیت (a) و نمودار موقعیت طولی (b) و عرضی (c) هسته‌های مرکزی پرفشار عربستان در تراز 850 هکتوپاسکال در ماههای ژانویه (سبز)، فوریه (آبی) و مارس (قرمز) سال‌های منتخب (منبع: نویسندگان، 1399)
Figure 9. Position map (a) and longitudinal (b) and latitudinal (c) position graphs of the high-pressure central cores of Arabian subtropical at the 850 hPa in January (green), February (blue) and March (red) of the selected year (Source: Authors, 1399)
اشکال a-c10 محور ناوه‌های تراز 700 هکتوپاسکال را در سه ماه ژانویه، فوریه و مارس در دورة آماری 32ساله (چپ) و در سال‌های منتخب (راست) نشان می‌دهد. همان‌طور که مشاهده می‌شود، محور ناوه‌ها، چه در دورة آماری و چه در سال‌های منتخب، هم ازلحاظ عمق نفوذ و هم ازلحاظ استقرار طولی تفاوت فاحشی را نشان نمی‌دهد؛ به این ترتیب ناوه‌ها در هر سه ماه، هم در موقعیت مناسبی ازلحاظ انتقال ناپایداری‌ها به منطقه قرار دارند و هم اینکه عمق مناسبی برای انتقال و تزریق تاوایی کافی به سامانه‌های حرارتی این منطقه داشته‌اند؛ بنابراین ناوه‌ها با وجود برخورداری از دینامیک مناسب، تغذیة رطوبتی مناسبی در ماه فوریه نداشته‌اند.
|
a) Jan |
|
|
|
|
|
b) Feb |
|
|
|
|
|
c) Mar |
|
|
|
|
شکل 10. موقعیت ناوة تراز 700 هکتوپاسکال در دورة آماری (چپ) و سال‌های منتخب (راست) در ماههای ژانویه (a)، فوریه (b) و مارس (c) (منبع: نویسندگان، 1399)
Figure 10. trough axis Position at the 700 hPa in the statistical period (left) and selected years (right) in January (a), February (b) and March (c) (Source: Authors, 1399)
اشکال a-c11 موقعیت جت جنب حارهای را در ترازهای 300 و 250 هکتوپاسکال نشان می‌دهد. همان‌طور که می‌بینیم موقعیت طولی و عرضی محور جت‌های جنب حارهای در ماههای ژانویه، فوریه و مارس برخلاف شباهت‌های موجود در سایر عوامل و مؤلفه‌های بررسی‌شده بسیار متفاوت است. در ماه فوریه محور و موقعیت جت‌ها در تمام سال‌های نمونة انتخابی، جابه‌جایی شمال‌سوی چشمگیری داشته‌اند؛ به طوری که جنوبی‌ترین محور به‌ندرت از استان خوزستان پایین‌تر آمده است؛ در حالی که شمالی‌ترین محور تا منتهی‌الیه آذربایجان شرقی و اردبیل نیز رسیده است. با جابه‌جایی شمال‌سوی جت جنب حارهای به‌عنوان جت مؤثر در دینامیک سامانه‌های ورودی از سمت جنوب و تشدید ناپایداری‌های همرفتی منطقه، علاوه بر اینکه از شدت ناپایداری‌های سامانه‌های ورودی به منطقه کاسته شده است، سامانه‌های ورودی در موقعیتی بالاتر و از سمت غرب وارد ایران شده‌اند. علاوه بر جابه‌جایی مکانی محور و موقعیت جت جنب حارهای، دو تفاوت عمده در ساختار جت‌های این ماه نسبت به دو ماه دیگر مشاهده می‌شود؛ اول اینکه محور طولی جت‌های این ماه کوتاه‌تر شده است، به طوری که بیشتر جت‌ها از شرق و مرکز مصر شکل گرفته‌اند و در مرکز کشور ایران خاتمه می‌یابند. این پدیده بیانگر کاهش شیو فشاری حاکم در جت و کاهش پهنة اثر جت است. دوم اینکه بیشتر محورها به مداری‌شدن تمایل داشته‌اند. این ویژگی سبب خواهد شد جت تاوایی مناسبی نداشته باشد. درنتیجه از ناپایداری‌های سامانه‌های ورودی کاسته شده است (شکل b11).
همان‌طورکه دیده می‌شود، در ماههای ژانویه و مارس الگوی گسترش جت کاملاً متفاوت از ماه فوریه شده است. در این دو ماه جت جنب حارهای در محدوده‌ای بین جنوب عربستان تا شمال غرب ایران گسترش دارد. درواقع نیمی از جت‌ها در جنوب خوزستان و از روی عربستان عبور می‌کنند. این بدان معناست که ناپایداری‌ها دوباره به عرض‌های جنوبی منتقل می‌شود و بخش جنوبی و جنوب غربی در معرض ناپایداری‌های ناشی از جت جنب حارهای قرار دارد. تغییر مشخص دیگر در طول جت‌های جنب حارهای است. عموم جت‌ها با راستایی جنوب غربی- شمال شرقی قبل از مصر و از روی کشور چاد و حتی قبل از آن شروع شده است. این به مفهوم افزایش شیو فشاری و شیو ارتفاعی قوی‌تر در محدودة شرق آفریقا تا شبه‌جزیرة عربستان و جنوب غرب و غرب ایران است که نتیجة آن، تشدید جریان‌های بالاسو به‌ویژه در یال شمالی و شمال غربی جت خواهد بود. همان‌طور که دیده می‌شود، جت‌ها در قیاس با ماه فوریه الگویی نصف‌النهاری‌تر دارند (شکل c11). مجموع این شرایط سبب شده است جت جنب حارهای نسبت به ماه قبل نقش مؤثرتری در سامانه‌های انتقالی داشته باشد و در عین حال در تقویت و گسترش سامانة کم‌فشار سودانی و ناوة دریای سرخ نیز نقش مؤثرتری دارد.
|
c) Mar |
b) Feb |
a) Jan |
|
|
|
|
شکل 11. موقعیت محور جت تراز 300 (آبی) و 250 (قرمز) هکتوپاسکال در ماههای ژانویه (a)، فوریه (b) و مارس (c) سال‌های منتخب (منبع: نویسندگان، 1399)
Figure 11. Jet axis position at the 300 (blue) and 250 (red) hPa in January (a), February (b) and March (c) of selected years (Source: Authors, 1399)
نتیجه‌گیری
ویژگی‌های دمایی پهنة جنوبی و جنوب غربی ایران به گونه‌ای است که امکان کشت بسیاری از محصولات کشاورزی را در دورة سرد سال فراهم کرده است؛ حتی در بخش‌هایی از آن دوره، کشت به همین ماهها محدود می‌شود؛ بنابراین پهنة جنوبی ایران به دلیل برخورداری از این ویژگی، امکان و توانمندی تولید محصولاتی را دارد که در این دوره از سال برای سایر نقاط ایران میسر نمی‌شود؛ در عین حال جزو معدود مناطقی از ایران است که دورة کشت با دورة بارشی منطبق است؛ بنابراین بارش‌های این دوره می‌تواند بخشی از نیاز آبی محصولات را فراهم کند. آگاهی از مقدار و روند تغییرات بارش ماهانه کمک شایانی به کشاورزان و مدیران ذی‌ربط در مدیریت منابع آب و آبیاری محصول خواهد کرد.
این پژوهش به دنبال شناسایی عوامل و الگوهای همدیدی منجر به کاهش بارش‌ها در ماه فوریه بوده است؛ به همین دلیل گزینه‌های ممکن و احتمالی در تغییر و کاهش بارش این ماه در این منطقه بررسی و تحلیل شد. جمع‌بندی کلی از نتایج به‌دست‌آمده از هر بخش پژوهش را می‌توان به شرح زیر خلاصه کرد:
به این ترتیب به نظر می‌رسد جت جنب حارهای، مهم‌ترین بازیگر در تکوین، تعیین مسیر، و انرژی دینامیکی سامانه‌های بارشی در دورة سرد سال است.
در یک جمع‌بندی کلی از پژوهش می‌توان گفت در ماه فوریه با جابه‌جایی شمال‌سوی جت جنب حارهای، سامانه‌های بارشی که از سمت سودان و عرض‌های جنوبی وارد منطقه می‌شوند به سمت غرب ایران هدایت و منطقة مورد مطالعه از تأثیر این سامانه‌ها محروم می‌شود و درنتیجه تعداد سامانه‌های ورودی به منطقه کاهش می‌یابد. این نتیجه‌گیری با نتیجة پژوهش محمدی و لشکری[5] (2020) منطبق است؛ ولی در ماه مارس با جابه‌جایی جنوب و غرب‌سوی جت جنب حارهای دوباره سامانه‌های جنوبی به سمت جنوب و جنوب غرب ایران تغییر مسیر می‌دهند که پیرو آن، هم تعداد سامانه‌های ورودی به منطقه افزایش یافته است و هم با جابه‌جایی واچرخند عربستان روی آب‌های گرم عرب و عمان، سامانه‌ها شرایط رطوبتی بهتری پیدا کرده‌اند. موقعیت استقرار هسته‌های واچرخند در ماه مارس به‌ویژه در ماههای نمونه به‌خوبی مؤید این مسئله است.
[1]. El Niño–Southern Oscillation
[2]. Southern Oscillation Index
[3]. Sea Surface Temprature
[4]. European Centre for Medium-Range Weather Forecasts
[5]. Mohammadi & Lashkari
)
