نیوار

نیوار

تعدیل ماه‌های خشک و تر بی‌هنجار زمستانه ایران توسط نوسان مادن-جولیان: بسامد، دامنه و سازوکارهای همدیدی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده
پژوهشگاه هواشناسی
10.30467/nivar.2026.581232.1376
چکیده
نوسان مادن‌جولیان (MJO) به مهمترین مؤلفه تغییرپذیری درونفصلی جو حاره‌ای، نقشی محوری در بازآرایی الگوهای گردش عمومی جو و تعدیل سامانه‌های بارشی در مقیاس جهانی ایفا می‌کند. با جابه‌جایی هسته همرفت فعال در هشت فاز این نوسان، بی‌هنجاری‌های دینامیکی قابل توجهی در میدان‎‌های فشار، باد و بارش نواحی حاره، جنب حاره و عرض‌های میانی شکل می‌گیرد. این بی‌هنجاری‌ها از طریق انتشار امواج راسبی رو به قطب، گردش‌های جوی عرض‌های میانی را به طور مؤثری تعدیل کرده و می‌توانند رخدادهای حدی بارشی را در مناطق نیمه خشکی نظیر ایران کنترل کنند. هدف این پژوهش، بررسی کمّی بسامد، دامنه و شدت MJO در ارتباط با دوره‌های خشک و تر فرین دسامبر تا مارس ایران طی دوره اقلیمی ۱۹۹۱–۲۰۲۰ و تحلیل سازوکارهای همدیدی-دینامیکی آنها است. بدین منظور، برای هر یک از چهار ماه پربارش فصل سرد، ۱۰ ماه خشک و ۱۰ ماه تر فرین بر اساس درصد انحراف بارش از میانگین اقلیمی شناسایی شدند. شاخص چندمتغیره زمان واقعی (RMM) برای تعیین فاز و دامنه روزانه MJO به‌کار رفت و الگوهای همدیدی از داده‌های بازتحلیل NCEP/NCAR استخراج گردید.
نتایج نشان می‌دهد که بارش فصل سرد ایران روند کاهشی معناداری در سطح اطمینان ۹۰ درصد در دسامبر، ژانویه و مارس داشته و دامنه تغییرپذیری بارش در دوره‌های فرین از 6/86- تا 8/135+ درصد نسبت به میانگین بلندمدت می‌رسد. یافته‌های کلیدی نشان می‌دهند. یافته‌های کلیدی نشان می‌دهند که فازهای ۴ تا 6، MJO که موقعیت همرفت فعال را بر فراز خشکی‌های دریایی و اقیانوس آرام غربی نشان می‌دهند، به‌طور مکرر با دوره‌های خشک فرین همراه بوده‌اند، در حالی که فازهای ۸، ۱ و ۲ بیشترین همراهی را با دوره‌های مرطوب داشته‌اند. این تأثیر از دو مسیر دینامیکی اصلی عمل می‌ک: انتقال مستقیم رطوبت از اقیانوس هند از طریق تعدیل بادهای شرقی مداری، و ارتباط از راه دور از طریق امواج راسبی که ناوه‌های مدیترانه‌ای را تعمیق یا تضعیف می‌کنند.
در دوره‌های خشک فرین، دامنه MJO در فازهای ۴ تا ۶ به Am ≥2 رسیده که نشاندهنده فعالیت قوی و پایدار این نوسان است. این آرایش جوی با تقویت کمفشار حارهای بر روی اقیانوس هند، گسترش پشته‌های جنبحارهای، تضعیف ناوه مدیترانه، و اختلال در مسیرهای انتقال رطوبت از شمالغرب اقیانوس هند، دریای عرب، دریای عمان و دریای سرخ به سمت ایران همراه است.
در مقابل، فازهای 8، 1 و 2 MJO در اغلب ماه‌های تر فرین غالب بودند. انتشار امواج راسبی رو به قطب ناشی از سرکوب همرفت در اقیانوس آرام، ناوه مدیترانه را با بی‌هنجاری‌های منفی ارتفاع در تراز hPa500، به حدود 50 تا 110 متر می‌رسد. همزمان، بازآرایی بادهای مداری موجب تقویت انتقال رطوبت از منابع جنوبی به سمت ایران می‌شود. به طور کلی، نتایج نشان می‌دهد که MJO از طریق دو سازوکار مکمل،تعدیل مستقیم گردش‌های مداری و انتقال رطوبت، و تعدیل غیرمستقیم گردش‌های عرض‌های میانی از طریق امواج راسبی، نقش تعیینکننده‌ای در کنترل رخدادهای حدی بارش ایران دارد و پتانسیل قابل توجهی برای ارتقای پیشبینیهای زیرفصلی فراهم میکند.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

MJO Modulation of Anomalous Dry and Wet Winter Months over Iran: Frequency, Amplitude, and Synoptic-Scale Mechanisms

نویسنده English

Abbas Ranjbar
RIMAS
چکیده English

The Madden-Julian Oscillation (MJO), as the most prominent mode of tropical intraseasonal atmospheric variability, plays a pivotal role in reorganizing the general circulation patterns and modulating precipitation systems at the global scale. Through the eastward propagation of its active convective core across the eight phases of this oscillation, significant dynamical anomalies emerge in the pressure, wind, and precipitation fields across tropical, subtropical, and mid-latitude regions. These anomalies effectively modulate mid-latitude atmospheric circulations via poleward Rossby wave propagation and can exert substantial control over extreme precipitation events in semi-arid regions such as Iran. The primary objective of this study is to quantitatively assess the frequency, amplitude, and intensity of MJO activity in relation to extreme dry and wet periods during December–March over Iran across the 1991–2020 climatological period, and to analyze the underlying synoptic-dynamic mechanisms. To this end, for each of the four principal precipitation months of the cold season, ten extreme dry and ten extreme wet months were identified based on the percentage deviation of precipitation from the long-term climatological mean. The Real-time Multivariate MJO (RMM) index was employed to determine the daily phase and amplitude of MJO activity, and synoptic patterns were derived from NCEP/NCAR reanalysis data.
The results reveal that cold-season precipitation over Iran exhibits a statistically significant decreasing trend at the 90% confidence level in December, January, and March, with the amplitude of precipitation variability in extreme periods ranging from −86.6% to +135.8% relative to the long-term mean. Key findings indicate that MJO phases 4 through 6, characterized by active convection positioned over the Maritime Continent and the western Pacific Ocean, are recurrently associated with extreme dry periods, whereas phases 8, 1, and 2 show the strongest association with extreme wet periods. This influence operates through two primary dynamical pathways: (1) direct moisture transport from the Indian Ocean via modulation of equatorial easterlies, and (2) remote teleconnection through Rossby waves that deepen or weaken Mediterranean troughs.
During extreme dry periods, MJO amplitude in phases 4–6 reaches Am ≥ 2, indicative of strong and persistent oscillatory activity. This atmospheric configuration is accompanied by an intensified tropical low-pressure system over the Indian Ocean, expansion of subtropical ridges, suppression of the Mediterranean trough, and disruption of moisture transport pathways from the northwestern Indian Ocean, the Arabian Sea, the Sea of Oman, and the Red Sea toward Iran.
Conversely, MJO phases 8, 1, and 2 were dominant during the majority of extreme wet months. Poleward Rossby wave propagation, induced by suppressed convection over the Pacific Ocean, deepens the Mediterranean trough through negative geopotential height anomalies at the 500hPa level, reaching approximately 50 to 110 metres. Simultaneously, the reorganization of equatorial winds reinforces moisture transport from southern oceanic sources toward Iran. Overall, the findings demonstrate that the MJO exerts a determining influence on extreme precipitation events in Iran through two complementary mechanisms, direct modulation of equatorial circulations and moisture transport, and indirect modulation of mid-latitude circulations via Rossby wave dynamics, and offers considerable potential for advancing subseasonal precipitation forecasting.

کلیدواژه‌ها English

MJO
Anomalously Wet/Dry Months
Iran

  • تاریخ دریافت 21 اردیبهشت 1405
  • تاریخ بازنگری 26 تیر 1405
  • تاریخ پذیرش 17 مرداد 1405
  • تاریخ انتشار 01 فروردین 1405