بررسي الگوهاي بزرگ مقياس گردش جوي مرتبط با وقوع توفانهاي شديد حوضه ي آبريز زاب

Large-scale atmospheric circulation patterns associated with the occurrence of severe storms Zab basin

هدف از اين پژوهش تحليل شرايط همديد توفانهاي شديد حوضه ي آبريز زاب است. داده هاي روزانه ي سرعت باد سه پيمونگاه همديدي در بازه ي زماني 01/01/1364 تا 29/12/1390 (9861 روز) اداره كل هواشناسي اخذ شد. با توجه به مقياس توزيع زماني و مكاني، به كمك سه آستانه ي اندازه سرعت باد و فراگير بودن و محاسبه صدك 90 اُم سرعت باد، تعداد 40 روز از فراگيرترين و شديدترين توفانها انتخاب شدند. داده هاي فشار تراز دريا بر روي شبكه اي با اندازه ي 5/2×5/2 درجه قوسي بر روي محدوده 0 تا 80 درجه ي طول جغرافيايي شرقي و 0 تا 80 درجه ي عرض جغرافيايي شمالي از پايگاه داده هاي NCEP/NCAR استخراج شدند. ماتريسي در ابعاد 864 ستون در 40 رديف تشكيل شد كه بر روي رديف ها روزهاي همراه با توفان و بر روي ستونها داده هاي ارتفاعي تراز مياني جو قرار داشت. تحليل مولفه هاي مبنا بر روي ماتريس همپراش داده هاي ارتفاعي انجام شد و 6 مولفه كه حدود 4/97% از تغييرات ارتفاع فشار تراز hp500 را تبيين مي كردند، شناسايي شدند. براي شناسايي الگوهاي همديدي بر روي نمرات مولفه ها تحليل خوشه اي به روش ادغام "وارد" انجام شد. نتايج تحقيق نشان داد كه، بيشترين فراواني وقوع توفانها در فصول بهار و پاييز است. فروردين با 33% بالاترين فراواني و تير و شهريور ماه كمترين تعداد رخداد توفانها را داشتند. پنج الگوي تراز مياني جو در قالب سه گروه عمده باعث وقوع توفانهاي شديد سطح حوضه ي آبريز زاب شده اند: الگوي سردچال جوي، الگوي تراف كم عمق موج بلند و الگوي تراف عميق موج كوتاه. در اين بين، الگوي همديد سردچال جو بالايي با فراواني وقوع 5/47 درصد در ارديبهشت و آذرماه بيشترين فراواني ماهانه را داشت. ناهنجاريهاي جابجايي ورتكس قطبي و موقعيت جت استريم ها و باندهاي توفاني مربوط به آنها باعث سيطره ي نصف النهاري بيشتر بادهاي غربي و عميق تر شدن محور ترافها به سمت عرضهاي جغرافيايي پايين شده است و به دليل نحوه آرايش خاص قرارگيري سيستم هاي همديد نسبتاً قوي و متضاد سطح زمين ميزان گراديان فشار و تبادل انرژي در محل فشردگي خطوط همفشار به حداكثر ميزان خود رسيده و در نتيجه، بادهاي شديد سطح حوضه آبريز بوجود آمده است. جهت بادها در همه الگوهاي شناسايي شده عمدتا از سمت غرب و جنوب غربي است.

The aim of this study is to analyze the synoptic situation of severe storms of Zab basin. Daily data of wind speed, over the period 1364/01/01 to 1390/12/29 (9861 days) from three synoptic stations, was taken from the department of meteorology. Given the scale of temporal and spatial distribution, through threshold size of wind speed and comprehensiveness as well as calculation of the 90th percentile of the wind speed, 40 days of pervasive and severe storms were selected. Sea level pressure data on the network with a size 2.5° × 2.5° that was located on 00-80 degrees east longitude and 00-80 degrees northern latitude from the database NCEP/NCAR were extracted. A Matrix was formed in the dimensions of 864 columns in 40 rows on rows of days with stormy days on the rows and elevation data middle levels of the atmosphere, on the columns. A principal component analysis was performed on data matrix elevation and six factors were identified that about 97/4% of the Pressure elevation changes of 500hp level was explained. To identify synoptic patterns, cluster analysis integration "wards" was performed on these components. The results showed that the storms happen frequently during spring and autumn. April was the most prevalent (33%) and July and August had the lowest number of storms. Five synoptic patterns of atmospheric middle level, in the form of three major causes of severe storms in the Zab River Basin: Cut off low pattern, Shallow trough pattern of long wave and deep trough pattern of short wave. In these between, cut off low synoptic pattern of the upper atmosphere with an abundance of 47.5 percent in May and December had the highest frequency. Irregularities in the movement and position of the polar vortex caused the jet stream and storm paths meridional winds to have greater control and troughs to be driven deeper towards the low latitudes. Because of the special arrangement of relatively strong and contrasting surface synoptic, the pressure gradient and energy exchange at its maximum reached compression Isobaric lines and as a result, strong winds in the catchment area level have been created. The winds blow, almost in all identified patterns, from the west and southwest.