بررسی ارتباط بین الگوهای رودباد و فرین‌های دمایی سرد در ایران

جغرافیا و مخاطرات محیطی

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 03 آبان 1404   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/geoeh.2025.94634.1598

نویسندگان

ناهید محمدی؛ فیروز مجرد^* ؛ جعفر معصوم‌پور سماکوش

گروه جغرافیا، دانشکده ادبیات و علوم انسانی، دانشگاه رازی، کرمانشاه، ایران

چکیده

فرین‌های دمایی سرد علاوه بر آسیب به بخش‌های انرژی، کشاورزی و محیط زیست، می‌تواند زندگی جانداران را به‌خطر بیندازد. از اینرو بررسی و شناخت این مخاطره و الگوهای جوی به‌وجودآوردندة آن به‌منظور درک بهتر و پیش‌بینی مناسب ضروری به‌نظر می‌رسد. رودبادهای تراز بالایی وردسپهر از عوامل مهم کنترل‌کننده و محرک دماهای فرین سطح زمین هستند. به‌منظور بررسی ارتباط بین فرین‌های سرد و رودبادهای تراز بالایی وردسپهر، از داده‌های دمای30 ایستگاه هواشناسی و داده‌های بازتحلیل باد تراز 300 هکتوپاسکال پایگاه ECMWF در بازة زمانی 32ساله استفاده شده است. ابتدا داده‌های شبکه‌ای رودباد با به‌کارگیری روش شبکة عصبی خودسامان-دهنده (SOM) خوشه‌بندی شد. سپس فراوانی رویدادهای فرین سردِ هر دسته، محاسبه و الگوهای سینوپتیکی مربوطه تحلیل گردید. نتایج تحقیق نشان داد با توجه به روند افزایشی میانگین دمای هوای کشور بین سال‌های 1992 تا 2023، میانگین فراوانی رویدادهای فرین سرد کاهش یافته است. بیشترین فراوانی فرین‌های سرد در شرایطی رخ داده است که رودبادهای قوی در کشور حاکمیت داشته‌اند. این رودبادها حاصل ادغام دو رودباد جبهة قطبی و جنب‌حاره بوده و غالباً در ماه‌های سرد سال اتفاق افتاده‌اند. در مورد درصد کمی از رویدادهای فرین سرد که در فصل‌های پاییز و بهار پرتکرار بوده‌اند، الگوهای تراز 300 هکتوپاسکال نشان‌دهندۀ نبود رودباد قوی می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

فرین دمایی سرد؛ رودباد؛ نقشة خودسامان‌دهنده (SOM)؛ ایران

مراجع

Adams, R. E., Lee, C. C., Smith, E. T., & Sheridan, S. C. (2021). The relationship between atmospheric circulation patterns and extreme temperature events in North America, International Journal of Climatology, 41(1), 92-103. https://doi.org/10.1002/joc.6610

Asakereh, H., & Shahbaee Kotenaee, A. (2018). Synoptic Analysis of Productive Patterns of Winter Cold Waves in Iran. Journal of Geography and Environmental Hazards, 6(3), 109-124. [in Persian] https://doi.org/10.22067/geo.v6i3.59919

Di Capua, G., Sparrow, S., Kornhuber, K., Rousi, E., Osprey, S., Wallom, D., ... & Coumou, D. (2021). Drivers behind the summer 2010 wave train leading to Russian heatwave and Pakistan flooding. NPJ Climate and Atmospheric Science, 4(1), 55. https://doi.org/10.1038/s41612-021-00211-9

Ehsan, M. A., Nicolì, D., Kucharski, F., Almazroui, M., Tippett, M. K., Bellucci, A., ... & Kang, I. S. (2020). Atlantic Ocean influence on Middle East summer surface air temperature. NPJ Climate and Atmospheric Science, 3(1), 5. https://doi.org/10.1038/s41612-020-0109-1

Eskandari Damaneh, H., Gholami, H., Mahdavi, R., Khoorani, A., & Li, J. (2019). Evaluation of land degradation trend using satellite imagery and climatic data (Case study: Fars province). Desert Ecosystem Engineering, 8(24), 49-64. [in Persian] https://doi.org/10.22052/deej.2018.7.24.35

Hewitson, B. C., & Crane, R. G. (2002). Self-organizing maps: applications to synoptic climatology. Climate Research, 22(1), 13-26. https://doi.org/10.3354/cr022013

Jiménez‐Esteve, B., & Domeisen, D. I. V. (2022). The role of atmospheric dynamics and large‐scale topography in driving heatwaves. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 148(746), 2344-2367. https://doi.org/10.1002/qj.4306

Kavyani, M., & Alijani, B. (2019). The Foundations of Climatology. 21^nd Edn. Tehran: SAMT. [in Persian]

Kornhuber, K., Coumou, D., Vogel, E., Lesk, C., Donges, J. F., Lehmann, J., & Horton, R. M. (2020). Amplified Rossby waves enhance risk of concurrent heatwaves in major breadbasket regions. Nature Climate Change, 10(1), 48-53. https://doi.org/10.1038/s41558-019-0637-z

Liu, X., Xu, Z., Peng, D., & Wu, G. (2018). Influences of the North Atlantic Oscillation on extreme temperature during the cold period in China. International Journal of Climatology, 39(1), 43-49. https://doi.org/10.1002/joc.5779

Nygard, T., Papritz, L., Naakka, T., & Vihma, T. (2023). Cold wintertime air masses over Europe: where do they come from and how do they form? Weather and Climate Dynamics, 4, 943-961. https://doi.org/10.5194/wcd-4-943-2023

Park, T. W., Hong, J. G., & Park, D. S. R. (2020). Intra‐seasonal characteristics of wintertime extreme cold events over South Korea. International Journal of Climatology, 40(5), 2639-2658. https://doi.org/10.1002/joc.6356

Pazhoh, F. (2020). Identification of the effective jet stream patterns in the heavy Precipitation of the cold season in the southern half of Iran. Journal of Spatial Analysis Environmental Hazards, 7(1), 177-196. [in Persian] https://doi.org/10.29252/jsaeh.7.1.12

Perez, E., Ryan, S., Andres, M., Gawarkiewicz, G., Ummenhofer, C. C., Bane, J., & Haines, S. (2021). Understanding physical drivers of the 2015/16 marine heatwaves in the Northwest Atlantic. Scientific Reports, 11(1), 1-11. https://doi.org/10.1038/s41598-021-97012-0

Ratna, S. B., Osborn, T. J., Joshi, M., & Luterbacher, J. (2020). The influence of Atlantic variability on Asian summer climate is sensitive to the pattern of the sea surface temperature anomaly. Journal of Climate, 33(17), 7567-7590. https://doi.org/10.1175/JCLI-D-20-0039.1

Rousi, E., Kornhuber, K., Beobide-Arsuaga, G., Luo, F., & Coumou, D. (2022). Accelerated western European heatwave trends linked to more-persistent doublejets over Eurasia. Nature Communications, 13, 3851. https://doi.org/10.1038/s41467-022-31432-y

Saligheh, M. (2017). Synoptic Climatology of Iran. 2^nd Edn. Tehran: SAMT. [in Persian]

Sepadeh, D., Salahi, B., Alijani, B., & Zeynali, B. (2021). A study of the effect of the polar Jet stream on the precipitation of the cold season in Iran. Journal of Meteorology and Atmospheric Sciences, 4(3), 178-192. [in Persian] https://www.ims-jmas.net/article_161011.html

Shaw, T. A., & Miyawaki, O. (2024). Fast upper-level jet stream winds get faster under climate change. Nature Climate Change, 14, 61-67. https://doi.org/10.1038/s41558-023-01884-1

Sheridan, S. C., & Lee, C. C. (2011). The self-organizing map in synoptic climatological research. Progress in Physical Geography: Earth and Environment, 35(1), 109-119. https://doi.org/10.1177/0309133310397582

Stendel, M., Francis, J., White, R., Williams, P. D., & Woollings, T. (2021). The jet stream and climate change. In Climate change (pp. 327-357). Elsevier. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-821575-3.00015-3

Trevisiol, A., Gilli, L., & Faggian, P. (2022). Short and long-term projections of Rossby wave packets and blocking events with particular attention to the northern hemisphere. Global and Planetary Change, 209, 103750. https://doi.org/10.1016/j.gloplacha.2022.103750

Tuel, A., & Martius, O. (2024). Persistent warm and cold spells in the Northern Hemisphere extratropics: regionalisation, synoptic-scale dynamics and temperature budget. Weather and Climate Dynamics, 5(1), 263-292. https://doi.org/10.5194/wcd-5-263-2024

Zenozi Alamdari, N., Sobhani, B., Islahi, M., & Mohammadi, M. (2025). Evaluating the consequences of climate change on the trend of extreme events and its impact on the phenology of almond trees, a case study: East Azarbaijan province. Iranian Journal of Soil and Water Research, 55(12), 2351-2371. [in Persian] https://doi.org/10.22059/ijswr.2024.375011.669697

Zhou, Y., Yuan, J., Wen, Z., Huang, S., Chen, X., Guo, Y., & Lin, Q. (2022). The impacts of the East Asian subtropical westerly jet on weather extremes over China in early and late summer. Atmospheric and Oceanic Science Letters, 15(5), 100212. https://doi.org/10.1016/j.aosl.2022.100212