الگویابی و واکاوی همدیدی بارش‌های سنگین فصل سرد شمال غرب ایران

صلاحی, برومند; شاهی, علی

doi:10.30467/nivar.2025.534278.1344

الگویابی و واکاوی همدیدی بارش‌های سنگین فصل سرد شمال غرب ایران

مقالات آماده انتشار

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

برومند صلاحی ¹

علی شاهی ²

¹ استاد آب و هواشناسی، گروه جغرافیای طبیعی، دانشکده علوم اجتماعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران.

² دکترای آب و هواشناسی، گروه جغرافیای طبیعی، دانشکده علوم اجتماعی، دانشگاه محقق اردبیلی

10.30467/nivar.2025.534278.1344

چکیده

این مطالعه با هدف شناسایی الگوهای مولد بارش سنگین در فصل سرد منطقه شمال غرب ایران انجام شده است. برای این منظور، داده‌های بارش روزانه ۱۹ ایستگاه هواشناسی همدیدی منتخب در بازه ۲۰۰۰ تا ۲۰۱۹ از سازمان هواشناسی ایران و داده‌های جو بالا برای فراسنج‌های مؤثر در وقوع بارش سنگین شامل باد مداری، باد نصف‌النهاری، رطوبت ویژه، امگا، فشار سطح دریا و ارتفاع ژئوپتانسیل از پایگاه ملی اقیانوسی و جوی آمریکا (NOAA) دریافت گردید. با استفاده از رویکرد محیطی به گردشی و آستانه صدک ۹۹ درصد همراه با شرط گستره مکانی 30 درصد، رخدادهای بارش سنگین استخراج و سپس با تحلیل عاملی و خوشه‌ای، عامل‌های اصلی و الگوهای همدیدی تعیین شدند. بر اساس نتایج، ۱۶ رخداد بارش سنگین در منطقه شناسایی و سه الگوی اصلی استخراج شد که در این میان، الگوی شماره دو (ادغام سامانه‌های سودانی، مدیترانه‌ای و ایسلندی) به‌عنوان الگوی غالب شناخته شد. بیشینه بارش سنگین در هر سه الگو در جنوب غربی منطقه مورد مطالعه به‌ویژه در ایستگاه‌های پیرانشهر و سردشت، رخ داده است. نتایج همچنین نشان داد که مهم‌ترین منبع تأمین‌کننده رطوبت بارش‌های سنگین شمال غرب ایران، دریای مدیترانه بوده است. در سطوح زیرین، میانی و فوقانی وردسپهر، به‌ترتیب سامانه‌های جبهه زمینی، بندالی و رودباد نقش کلیدی در شکل‌گیری رخدادهای بارش سنگین داشته‌اند. در مجموع، یافته‌ها حاکی از ماهیت کاملاً دینامیکی این بارش‌ها و تأثیر هم‌زمان سامانه‌های بزرگ‌مقیاس در ایجاد آن‌ها است.

کلیدواژه‌ها

الگویابی

بارش سنگین

تحلیل خوشه‌ای

تحلیل عاملی

تحلیل همدید

شمال غرب ایران

موضوعات

هواشناسی سینوپتیکی و دینامیکی

عنوان مقاله English

Patterning and Synoptic Analysis of Heavy Precipitation in the Cold Season in Northwest Iran

نویسندگان English

Bromand Salahi ¹

Ali Shahi ²

¹ Professor of Climatology, Department of Physical Geography, Faculty of Social Sciences, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran.

² PhD of climatology, Faculty of Social Sciences, University of Mohaghegh Ardabili,,

چکیده English

This study was conducted to identify the patterns leading to generate heavy precipitation in the cold season of the northwest region of Iran. For this purpose, daily precipitation data from 19 selected synoptic meteorological stations between 2000 and 2019 were received from the Iran Meteorological Organization and upper atmosphere data for parameters effective in the occurrence of heavy precipitation, including zonal and meridional wind, specific humidity, omega, sea level pressure, and geopotential height, were received from the National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). Using an environmental approach to circulation and a 99% percentile threshold along with a 30% spatial extent condition, heavy precipitation events were extracted, and then, using factor and cluster analysis, the main factors and synoptic patterns were determined. Based on the results, 16 heavy precipitation events were identified in the region and three main patterns were extracted, among which pattern number two (integration of Sudanese, Mediterranean, and Icelandic systems) was recognized as the dominant pattern. The maximum heavy rainfall in all three patterns occurred in the southwest of the study area, especially at the Piranshahr and Sardasht stations. The results also showed that the most important source of moisture for heavy rainfall in northwest Iran was the Mediterranean Sea. In the lower, middle, and upper levels of the troposphere, the land front, blicking, and jet-stream systems played a key role in the formation of heavy rainfall events, respectively. Overall, the findings indicate the completely dynamic nature of these precipitation events and the simultaneous influence of large-scale systems in their creation.

کلیدواژه‌ها English

Cluster Analysis

Factor Analysis

Heavy Rainfall

Northwest Iran

Patternning

Synoptic Analysis

1. Alizani, B., Khosravi, M., & Esmaeilnejad, M. (1389). Synoptic analysis of heavy rain of January 6, 2008, in southeast Iran. Climatological Research, 1(3-4), 3–14. https://sid.ir/paper/213093/fa

2. Bani Na’eimeh, S., Lashkari, H., Ghorbanian, J., & Morshedi, J. (1402). Analysis of the concurrence of heavy rains and its effect on peak discharge of Dez River (Flood of 1993 and 2005). Modeling and Management of Water and Soil, 3(3), 37–55. doi: 10.22098/mmws.2022.11216.1107.(In Persian)

3. Beiranvand, A., Gandomkar, A., Abbasi, A., & Khoda Gholi, M. (1401). Statistical-synoptic analysis of heavy rains leading to Farvardin 1398 flood in Borujerd watershed. Natural Environmental Hazards, 11(32), 169–188. doi: 10.22111/jneh.2022.38564.1806. (In Persian)

4. Ghassabi, Z., Fattahi, E., & Habibi, M. (2022). Daily atmospheric circulation patterns and their influence on dry/wet events in Iran. Atmosphere, 13(1), 81. https://doi.org/10.3390/atmos13010081

5. Ghayour, H., Halabian, A., Saberi, B., & Hasanali Pour Jazii, F. (1391). Investigating the relationship between heavy rainfall and upper atmosphere circulation patterns (Case study: South Khorasan Province). Natural Environmental Hazards, 1(2), 11–27. doi: 10.22111/jneh.2013.2453.(In Persian)

6. Halabian, A., & Hosseinalipour Jazii, F. (1394). Synoptic analysis of climate hazards in southwest Iran: Case study of heavy flood-inducing rains in Azar 1391. Spatial Analysis of Environmental Hazards, 8(2), 31–46. http://dx.doi.org/10.18869/acadpub.jsaeh.2.4.31.(In Persian)

7. Hu, P., Chen, W., Li, Z., Chen, S. H., Wang, L., & Liu, Y. (2022). Close linkage of the South China Sea summer monsoon onset and extreme rainfall in May over Southeast Asia: Role of the synoptic-scale systems. Journal of Climate, 35(13), 4347–4362. https://doi.org/10.1175/JCLI-D-21-0740.1

8. Ibebuchi, C. C. (2022). Patterns of atmospheric circulation in Western Europe linked to heavy rainfall in Germany: Preliminary analysis into the 2021 heavy rainfall episode. Theoretical and Applied Climatology, 148(1), 269–283. https://doi.org/10.1007/s00704-022-03945-5

9. Javanshiry, Z., Asadi Oskouei, A., & Abbasi, F. (1403). Investigation of changes in Iranian rainfall indices in two climatic normals: 1981–2010 and 1991–2020. Nivar, 48(124–125), 66–83. doi: 10.30467/nivar.2024.428907.1275.(In Persian)

10. Li, J., Zhao, Y., Chen, D., Zhao, P., Zhang, C., & Wang, Y. (2024). The quantitative role of moisture and vertical motion in shaping summer heavy rainfall over North China under two distinct large-scale weather patterns. Journal of Climate, 37(8), 2655–2672. https://doi.org/10.1175/JCLI-D-22-0850.1

11. Mazidi, A., & Mohammadi Ravari, F. (1403). Detection of heavy rainfall event in Ordibehesht 1403 using Sentinel-1 satellite imagery (Case study: Razavi Khorasan Province). Nivar, 49(128–129), 80–98. doi: 10.30467/nivar.2024.482006.1310.(In Persian)

12. Mostafaei, H., Alizani, B., & Salighe, M. (1394). Synoptic analysis of heavy and widespread rains in Iran. Spatial Analysis of Environmental Hazards, 2(4), 65–76. http://dx.doi.org/10.18869/acadpub.jsaeh.2.4.65.(In Persian)

13. Safavi, S. M., Moslemi, H., Rezaei, M., & Darvishi, R. (1401). The impact of climate change on heavy rainfall and extreme temperatures (Case study: Bijar, Khalkhal, Zanjan, Ghorveh, and Miyaneh Stations). Nivar, 46(118–119), 14–26. doi: 10.30467/nivar.2022.216592.1148. (In Persian)

14. Sadeghi, A., Pajouh, F., & Rezaei, M. (1402). Identification and analysis of sea level pressure patterns of heavy and widespread autumn rains in the western half of Iran. Geography (Iranian Geographical Society Quarterly), 21(76), 211–237. https://dor.isc.ac/dor/http://dor.net/dor/20.1001.1.27833739.1402.21.76.10.1.(In Persian)

15. Soleimani, S., & Salehi, B. (1401). Synoptic analysis of flooding rains in Northern Iran (Case study: Heavy and widespread rain of October 4 to 7, 2018). Climatological Research, 51, 15–31. https://clima.irimo.ir/article\_149606.html?lang=fa.(In Persian)

16. Sánchez-Almodóvar, E., Martin-Vide, J., Olcina-Cantos, J., & Lemus-Canovas, M. (2022). Are atmospheric situations now more favorable for heavy rainfall in the Spanish Mediterranean? Analysis of episodes in the Alicante Province (1981–2020). Atmosphere, 13(9), Article 1410. https://doi.org/10.3390/atmos13091410