واکاوی روند تغییرات بلند مدت تراز فشار وردایست بر روی جو ایران در فصول گذار

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استاد اقلیم شناسی، گروه جغرافیا، دانشگاه زنجان

2 استاد اقلیم شناسی، گروه آب و هواشناسی، دانشگاه کردستان، عضو گروه پژوهشی مطالعات محیطی دریاچه زریبار، پژوهشکده کردستان شناسی، دانشگاه کردستان

3 دانشجو دکتری، دانشجوی دکتر آب و هواشناسی (تغییر اقلیم)، دانشگاه زنجان

چکیده

در این پژوهش روند تغییرات وردایست بر روی جو ایران در ماه‌‌های دو فصل بهار و پاییز با استفاده از داده‌‌های پایگاه ECMWF در بازه-ی زمانی 1979 تا 2018 مورد واکاوی قرار گرفت. نتایج حاصل از بررسی روند تغییرات وردایست در دو فصل بهار و پاییز نشان داد که در بخش‌‌های وسیعی از کشور روند برآورد‌‌شده فاقد معنی آماری است و فقط در ماه مارس در بخش‌‌هایی از غرب و شمال‌‌غرب کشور و در ماه سپتامبر بر روی ارتفاعات زاگرس روند مثبت و به ‌لحاظ آماری معنی‌دار بود. نتایج بررسی روند دمای دو تراز اطراف وردایست نیز نشان داد که در تمام ماه‌‌های فصل بهار و دو ماه اول فصل پاییز به‌جز مناطق بسیار محدودی از کشور، روند برآورد‌‌شده فاقد معنی‌‌ آماری است. روند دمای دو تراز اطراف وردایست در ماه نوامبر با دیگر ماه‌‌های مورد واکاوی تفاوت قابل‌‌توجهی داشت. در این ماه بخش‌‌های وسیعی از کشور در دو تراز اطراف وردایست روند به لحاظ آماری معنی‌‌دار بود. بررسی روند تفاضل دمایی دو تراز اطراف وردایست نیز نشان داد که در مناطق توأم با روند معنی‌‌دار، روند تفاضل دو تراز بالا و پایین وردایست منفی بوده است. این ویژگی می‌‌تواند به معنای کاهش ستبرای لایه‌‌ی وردایست در طول چهل سال گذشته باشد. واکاوی روند پراش، چولگی و کشیدگی وردایست نیز نشان داد که در سه ماه فصل بهار در اغلب مناطق روند فاقد معنی‌‌ آماری است؛ امّا در فصل پاییز (به‌ویژه ماه سپتامبر) در بخش‌‌هایی از کشور روند مشاهده‌‌شده به ‌لحاظ آماری معنی‌‌دار است. با‌‌توجه به نتایج به‌‌دست‌‌آمده می‌توان گفت که در طول چهل سال گذشته تأثیر خطی تغییرات آب‌‌و‌‌هوایی بر تغییرات تراز فشار لایه‌‌ی وردایست موجود بر روی جو ایران طی ماه‌‌های فصل بهار و پاییز بسیار ناچیز و تغییرات خطی در فصل بهار بسیار محدودتر از فصل پاییز بوده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Analysis of the trend of long-term changes in the tropopause height on the Iranian atmosphere in the transition seasons

نویسندگان [English]

  • Hossein Asakereh 1
  • Mohammad Darand 2
  • Soma Zandkarimi 3
1 Professor of Climatology, University of Zanjan, Iran.
2 Professor of Climatology, University of Kurdistan, Iran. Board Member of Department of Zrebar Lake Environmental Research, Kurdistan Studies Institute, University of Kurdistan, Iran.
3 Phd Candidate of Climatology (Climate Change), University of Zanjan, Iran.
چکیده [English]

In this study, the trend of tropopause changes in the Iranian atmosphere in the spring and autumn months was analyzed using ECMWF database data from 1979 to 2018. The results of studying the trend of tropopause changes in spring and autumn showed that in large parts of the country the observed trend was without statistical significance and only in March in parts of the west and northwest of the country and in September in the Zagros Mountains was positive and statistically significant. The results of studying the temperature trend of two levels around the tropopause also showed that in all months of spring and the first two months of autumn, except for very limited areas of the country, the observed trend is without statistical significance. The two-level temperature trend around the tropopause in November was significantly different from other months under the study; this month, large parts of the country were statistically significant in the two levels around the tropopause. Examination of the temperature difference trend of the two levels around the tropopause also showed that in areas with a significant trend, the trend of the difference between the two levels of high and low tropopause was negative. Analysis of Variance, Skewness and Kurtosis Tropopause trends also showed that in the three months of spring in most areas the observed trend is not statistically significant, but in autumn (especially September) in some parts of the country, the observed trend is significant. According to the results, it can be said that during the last forty years, the effect of climate change on the tropopause layer on the Iranian atmosphere in spring and autumn has been very small and changes in spring have been much more limited than in autumn.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Tropopause
  • Trend
  • Temperature
  • Iran
شریفی، محمد علی،. سام خانیانی، علی. (1390). استفاده از تکنیک GPS Radio Occultation در بررسی تغییرات اقلیمی: همایش ژئوماتیک 90، تهران، سازمان نقشه برداری کشور. https://civilica.com/doc/151315/.
عساکره، حسین. (1390). مبانی اقلیم‌شناسی آماری. انتشارات دانشگاه زنجان.
عساکره، حسین. (1396). مبانی پژوهش در آب و هواشناسی، چاپ اول، انتشارات دانشگاه زنجان.
کریمی، حسن،. طباطبائیان، علی،. شفی، حسن،. شکرالهی، مهدی. (1384)، بررسی و مطالعه نوسانات ازن کلی جو با تغییرات تروپوپاز (وردایست) بر فراز شهر اصفهان: دوازدهمین کنفرانس ژئوفیزیک، تهران، سازمان زمین­شناسی. https://civilica.com/doc/4722/.
کیخسروی، قاسم. (1394). تحلیل همدیدی – آماری تغییرات ارتفاع لایه تروپوپاوز به­عنوان نمایه­ای از تغییر اقلیم در خراسان رضوی: آب و هواشناسی کاربردی، دوره 2، شماره 2، صفحه 33-48. http://jac.ui.ac.ir/article_21492.html.
Añel, J. A., Gimeno, L., de La Torre, L., & Nieto, R. 2006. Changes in tropopause height for the Eurasian region determined from CARDS radiosonde data: Naturwissenschaften, 93(12), 603-609, https://link.springer.com/article/10.1007/s00114-006-0147-5.
Austin, J., & Reichler, T. J. (2008). Long‐term evolution of the cold point tropical tropopause: Simulation results and attribution analysis. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 113(D7), https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2007JD009768
Emanuel, K., Solomon, S., Folini, D., Davis, S., & Cagnazzo, C. (2013). Influence of tropical tropopause layer cooling on Atlantic hurricane activity. Journal of Climate, 26(7), 2288-2301, https://journals.ametsoc.org/jcli/article/26/7/2288/33106.
Gettelman, A., Hoor, P., Pan, L. L., Randel, W., Hegglin, M. I., & Birner, T. 2011. The extratropical upper troposphere and lower stratosphere: Reviews of Geophysics, 49(3), https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2011RG000355.
Highwood, E. J., Hoskins, B. J., & Berrisford, P. (2000). Properties of the Arctic tropopause. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 126(565), 1515-1532, https://rmets.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/qj.49712656515.
Klemp, J. B., & Lilly, D. R. (1975). The dynamics of wave-induced downslope winds. Journal of the Atmospheric Sciences, 32(2), 320-339, https://journals.ametsoc.org/jas/article/32/2/320/19080.
Kostopouloua, E., and Jonesa, P. D. (2007). Comprehensive analysis of the climate variability in the eastern Mediterranean. Part I: map-pattern classification. International Journal of Climatology 27: 1189–1214, https://rmets.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/joc.1467.
Lionello, P., Trigo, I. F., Gil, V., Liberato, M. L., Nissen, K. M., Pinto, J. G., ... & Ulbrich, S. (2016). Objective climatology of cyclones in the Mediterranean region: a consensus view among methods with different system identification and tracking criteria. Tellus A: Dynamic Meteorology and Oceanography, 68(1), 29391, https://www.tandfonline.com/doi/full/10.3402/tellusa.v68.29391
Randel, W. J., & Jensen, E. J. (2013). Physical processes in the tropical tropopause layer and their roles in a changing climate. Nature Geoscience, 6(3), 169, https://www.nature.com/articles/ngeo1733.
Reichler, T., Dameris, M., & Sausen, R. (2003). Determining the tropopause height from gridded data. Geophysical research letters, 30(20), https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2003GL018240.
Reid, G. C., & Gage, K. S. (1996). The tropical tropopause over the western Pacific: Wave driving, convection, and the annual cycle. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 101(D16), 21233-21241, https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1029/96JD01622.
Rimbu, N., Stefan, S., Busuioc, A., & Georgescu, F. (2016). Links between blocking circulation and precipitation extremes over Romania in summer. International Journal of Climatology, 36(1), 369-376, https://rmets.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/joc.4353.
Romem, M. ;  Ziv, B., and Saaroni, H. (2007). Scenarios in the development of Mediterranean cyclones. Advances in Geosciences 12: 59–65, https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00297020/.
Seager, R., Osborn, T. J., Kushnir, Y., Simpson, I. R., Nakamura, J., & Liu, H. (2019). Climate variability and change of Mediterranean-type climates. Journal of Climate, 32(10), 2887-2915, https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00297020/ https://journals.ametsoc.org/jcli/article/32/10/2887/317.
Seidel, D. J., & Randel, W. J. 2006. Variability and trends in the global tropopause estimated from radiosonde data. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 111(D21), https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2006JD007363
Siler, N., & Durran, D. (2015). Assessing the impact of the tropopause on mountain waves and orographic precipitation using linear theory and numerical simulations. Journal of the Atmospheric Sciences, 72(2), 803-820, https://journals.ametsoc.org/jas/article/72/2/803/27542.
Škerlak, B., Sprenger, M., & Wernli, H. 2014. A global climatology of stratosphere-troposphere exchange using the ERA-Interim data set from 1979 to 2011: Atmospheric Chemistry & Physics, 14(2), https://www.research-collection.ethz.ch/handle/20.500.11850/80658
Son, S. W., Polvani, L. M., Waugh, D. W., Birner, T., Akiyoshi, H., Garcia, R. R., ... & Rozanov, E. (2009). The impact of stratospheric ozone recovery on tropopause height trends. Journal of Climate, 22(2), 429-445, https://journals.ametsoc.org/jcli/article/22/2/429/31894.
Wang, W., Matthes, K., Schmidt, T., & Neef, L. (2013). Recent variability of the tropical tropopause inversion layer. Geophysical Research Letters, 40(23), 6308-6313, https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/2013GL058350.
Xian, T., & Homeyer, C. R. (2019). Global tropopause altitudes in radiosondes and reanalyses. Atmos. Chem. Phys, 19, 5661-5678, https://d-nb.info/1185071970/34.