تقویت شمالگان و تاثیر آن بر الگوهای جوی در منطقه جنوب‌غرب و غرب آسیا

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری هواشناسی، دانشکده علوم و فنون دریایی و جوی، دانشگاه هرمزگان، بندرعباس، ایران

2 دانشیار، گروه علوم غیر زیستی جوی و اقیانوسی، دانشکده علوم و فنون دریایی، دانشگاه هرمزگان، بندرعباس، ایران

چکیده

آهنگ افزایش دمای نامتناسب شمالگان نسبت به میانگین جهانی "تقویت شمالگان" نامیده می‌شود. هدف مطالعه حاضر بررسی تاثیر افزایش دمای سریع شمالگان در جنوب­غرب و غرب آسیا، (20 تا 60 درجه شمالی و 20 تا 70 درجه شرقی) می‌باشد. بدین منظور از داده‌های بازتحلیل مرکز اروپایی پیش­بینی‌های میان مدت وضع هوا (ECMWF) نسخه ERA-5 با تفکیک افقی 25/0 × 25/0 درجه در دوره (۲۰۲۱-۱۹۵۹) استفاده شده است. دوره پیش و پس از گرمایش سریع شمالگان به‌ترتیب (۱۹۸۵-۱۹۵۹) و (۲۰۲۱-۱۹۹۵) در نظر گرفته شده ‌است. در دوره پس از گرمایش سریع شمالگان، افزایش دمای منطقه شمالگان نسبت به عرض­های جغرافیایی پایین‌تر به جز فصل تابستان در همه فصول خصوصاً زمستان و پاییز بسیار بیشتر بوده است. بررسی وردایی دمای هوا نشان داد که تغییرپذیری دمای هوای نزدیک سطح زمین در شمالگان در دوره پس از گرمایش سریع شمالگان در همه فصول کاهش یافته است که به دلیل افزایش حجم آب اقیانوس‌ها در اثر از بین رفتن گستره یخ دریاها در این منطقه می‌تواند باشد. همچنین نتایج نشان دادند که در اثر گرمایش سریع شمالگان، گستره (دامنه) نصف‌النهاری خطوط هم‌مقدار ارتفاع ژئوپتانسیل تراز ۵۰۰ هکتوپاسکال در منطقه مورد مطالعه به اندازه ۴ درجه در فصل تابستان و ارتفاع آن هم از ۵۵۰۰ متر به ۵۶۵۰ متر افزایش یافته که بیشترین تغییر بوده است. در فصول دیگر غیر از زمستان، افزایش دامنه امواج و تغییر مکان امواج به ارتفاعات بالاتر مشاهده شد و همچنین سرعت جریان جتی در جنوب­غرب و غرب آسیا در دوره پس از گرمایش سریع شمالگان در همه فصول به­جز پاییز کاهش یافته است که بیشترین کاهش در فصل تابستان بوده است، این تغییرات می­تواند منجر به افزایش فراوانی رخدادهای فرین آب‌و‌هوایی در این منطقه خصوصاً در فصل تابستان گردد.  

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Arctic amplification and its impact on weather patterns in Southwest and West Asia

نویسندگان [English]

  • Roya Rezvanizadeh 1
  • Rezazadeh Maryam 2
1 Ph.D student of Meteorology, University of Hormozgan, Bandar Abbas, Iran
2 Associate Professor, Faculty of Marin Science and Technology, University of Hormozgan, Bandar Abbas, Iran
چکیده [English]

The rate of disproportionate temperature increases in the Arctic relative to the global average is called Arctic amplification. The purpose of this study is to investigate these effects in Southwest and West Asia, longitude 20-70 degrees east and latitude 20-60 degrees north. To this end, the reanalysis data from the European Center for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF), version ERA-5, with a horizontal resolution of 0.25 × 0.25 degrees in the period 1959-2021 was used. The periods before and after the rapid warming of the Arctic were considered to be 1959-1985 and 1995-2021, respectively. The analysis of weather temperature variance indicated that the variability of temperature near the earth surface in the Arctic has decreased in the period after the rapid warming of the Arctic in the all seasons, which can be due to the increased volume of ocean water due to the loss of the sea ice extent in this region. The impact of the rapid warming of the Arctic on the weather patterns in Southwest and West Asia was also investigated. The results showed that due to the rapid warming of the Arctic, the meridional range of the lines of equal value in the geopotential height of 500 Hectopascal in the studied area has increased by 4 degrees in the summer season and in other seasons other than winter, an increase in the amplitude of the waves and a change in the location of the waves to higher heights were observed. It was also observed that the jet stream speed in the period after the rapid warming of the Arctic has decreased the most in the summer season, except for the autumn season. It has almost decreased in the other seasons. These changes can result in an increased frequency of extreme weather events, especially in the summer season.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Arctic Amplification
  • Jet stream
  • Global warming
  • Weather patterns
  • Southwest and West Asia

مراجع

  1. اسمعیل زاده، زینب (1392). آشکارسازی ارتباط بین تغییرات برخی شاخص‌های رطوبت نسبی سواحل جنوب ایران با الگوهای دورپیوند اقیانوس آرام و اقیانوس هند، پایان نامه کارشناسی ارشد اقلیم شناسی در برنامه ریزی محیطی ، دانشگاه محقق اردبیلی، دانشکده علوم انسانی، گروه جغرافیای طبیعی.
  2. حجازی زاده، زهرا؛ علیجانی، بهلول؛ عساکره، حسین؛ فتاحیان، مختار، (1401). واکاوی روند ارتفاع ژئوپتانسیل جو بر روی ایران تحت تأثیر تغییر اقلیم، جغرافیا و مخاطرات محیطی، 11(1)، 201-216.

 DOI: 10.22067/geoeh.2021.70712.1068.

  1. حجتی، زهرا و مسعودیان، سید ابوالفضل، (1400). واکاوی تغییرات گردش­های جوی عرض­های میانه و پیوند آن با وردش‌های دمایی در ایران، مجله جغرافیا و توسعه، 19(62)، 31-52.
  2. خسروی، محمود، (1383). بررسی روابط بین الگوهای چرخشی کلان مقیاس نیمکره شمالی با خشکسالی­های سالانه سیستان وبلوچستان، جغرافیا و توسعه، بهار و تابستان 1383، ص188-167.
  3. عزیزی، جوانشیر، رسول زاده، علی، رحمتی، اکبر، شایقی، افشین، و باختر، آیدین، (1399). ارزیابی عملکرد داده های بازتحلیل شده Era-5 در تخمین بارش روزانه و ماهانه در استان اردبیل. تحقیقات آب و خاک ایران (علوم کشاورزی ایران)، 51(11)، 2937-2951.SID. https://sid.ir/paper/402729/fa
  4. عساکره، حسین؛ قایمی، هوشنگ. (1395). اقلیم‌شناسی مرز شمالی پشته پرفشار جنب حاره بر روی ایران. پژوهش‌های اقلیم‌شناسی، (25)، 32-21.
  5. علیجانی، بهلول، طولابی‌نژاد، میثم، کربلایی درئی، علیرضا، (1398). رفتارسنجی اثر گرمایش جهانی بر پرفشار جنب حاره. پژوهش‌های جغرافیای طبیعی (پژوهش های جغرافیایی)، 51(1)، 37-50. https://sid.ir/paper/406461/fa
  6. درگاهیان، فاطمه؛ رضوی­زاده، سمانه؛ لطفی نسب اصل، سکینه، (1401). آنومالی مثبت دمای ایران بیش از دو برابر جهانی براساس داده‌های .ECMWF ERA5 طبیعت ایرانdoi: 10.22092/irn.2022.357773.1446,37-44 ,7(4).
  7. قلی‌پور، جمیله، ثنایی‌نژاد، سیدحسین؛ مفیدی، عباس، علیزاده، امین، (1395)، تعیین آغاز فصل تابستان در ایران بر اساس پرش ناگهانی شمال سوی جت جنب حاره بر روی خاورمیانه، مجله جغرافیا و مخاطرات محیطی، شماره ۲۰، زمستان ۱۳۹۵، ص 71-57، DOI: 10.22067/geo.v5i4.57806
  8. معتمدی، محمد؛ احترامیان، کوروش؛ شهاب‌فر، علیرضا، (1386)، بررسی سیگنال دورپیوند ENSO با نوسانات بارندگی و دما در استان خراسان، مجله علوم محیطی، شماره 4
  9. مطلبی زاده، سلماز، (1394). شناسایی، طبقه بندی و تحلیل سینوپتیک امواج سرمایی منطقه شمال غرب ایران، پایان‌نامه کارشناسی‌ارشد مخاطرات آب و هوایی ، دانشگاه تربیت مدرس تهران، دانشکده علوم انسانی.
  10. محمدی قلعه نی، مهدی، شرفی، سعید، (1401). ارزیابی دقت پایگاه‌ داده‌های 05 و ERA5 برای متغیرهای بارش، دما و تبخیرتعرق پتانسیل در مختلف ایران. نشریه آبیاری و زهکشی ایران، 16(5). 879-890 .
  11. موحدی، سعید؛ کاشکی، عبدالرضا؛ حسینی، سید محمد؛ فاطمی نیا، فخری سادات، (1394). بررسی گستره‌ی مکانی- زمانی پرفشار جنب حاره ای در نیمکره شمالی، نشریه جغرافیا و برنامه ریزی محیطی، (3)26. com/p1456386 .
  12. وثوقی، منیژه، منصوری، داریوش، علی اکبری بیدختی، عباسعلی، (1401). تاثیر جدیدترین داده­های بازتحلیل مدل ECMWF بر تغییرات دمای سطحی آب دریای خزر. هیدروفیزیک، 7(2) 67-78doi: 20.1001.1.24767131.1400.7.2.6.9
  13. یاراحمدی، داریوش، عزیزی، قاسم، (1386). تحلیل چند متغیره ارتباط میزان بارش فصلی ایران و شاخص‌های اقلیمی. مجله پژوهش های‌جغرافیایی، شماره 62 ، صفحات 161. https://sid.ir/paper/5453/fa
  14. Alizadeh-Choobari, O., and Najafi, S. (2017). Extreme weather events in Iran under a changing climate. Clim Dyn., https://doi.org/10.1007/s00382-017-3602-4
  15. Alizadeh, O., and Lin, Z. (2021). Rapid Arctic warming and its link to the waviness and strength of the westerly jet stream over West Asia. Glob. Planet. Change 199 103447
  16. Alizadeh, O. (2022). Amplitude duration variability and seasonal frequency analysis of the El Nino-Southern oscillation. Clim Change, 174, 20.
  17. Berrisford, P., Dee, D.P., Fielding, K., Fuentes, M., Kallberg, P., Kobayashi, S., Uppala S.M. (2009).
  18. Barnes, E.A. (2013). Revisiting the evidence linking Arctic amplification to extreme weather in midlatitudes. Geophys Res Lett 40: 1-6 doi/full/10.1002/grl.50880
  19. Blackport, R., Screen, J.A., van der Wiel, K., and Bintanja, R. (2019). Minimal influence of reduced Arctic Sea ice on coincident cold winters in mid-latitudes. Nat. Clim. Chang. 9, 697–704.
  20. Boilley, A., and Wald, L. (2015). Comparison between meteorological re-analyses from ERA Interim and MERRA and measurements of daily solar irradiation at surface. Renewable Energy 75:135- 143
  21. Cohen, J., Agel, L., Barlow, M., and Entekhabi, D. (2023). No detectable trend in mid-latitude cold extremes during the recent period of Arctic amplification. Communications Earth & Environment 4 (341). https://doi.org /10.1038/s43247-023-01008-9
  22. Cohen, J., Foster, J., Barlow, M., Saito, K., Jonce, J., (2010). Winter 2009-2010: A Case study of an extream Arctic Oscillation event, Geophysical Research Letters, 37, L17707. doi:10.1029 /2010GL044256
  23. Cohen, J., Screen, J A., Furtado, J C., Barlow, M., Whittleston, D., Coumou, Francis, J., Dethloff, , Entekhabi, D., Overland, J., Jones, J., (2014). Recent Arctic amplification and extreme mid-latitude weather, NatureGeoscience, 7: 627-637.
  24. Cohen, J., Zhang, X., Francis, J., Jung, T., Overland, Kwok J.R., Ballinger, T.J., Bhatt, U.S., Chen, H.W., Coumou, D., Feldstein, S., Gu, H., Handorf, D., Henderson, G., Ionita, M., Kretschmer, M., Laliberte, F., Lee, S., Linderholm, H.W., Maslowski, W., Peings, Y., Pfeiffer, K., Rigor, I., Semmler, T., Stroeve, J., Taylor, P.C., Vavrus, S., Vihma, T., Wang, S., Wendisch, M., Wu, Y., Yoon, J. (2020). Divergent consensuses on Arctic amplification influence on midlatitude severe winter weather. Nat. Clim. Chang. 10, 20–29.
  25. Coumou, D., Di Capua G., Vavrus, S., Wang, L., Wang, S., Univ of California CUS D. (2018). The influence of Arctic amplification on mid-latitude summer circulation. Nature communications 9(1):295
  26. Francis, J.A., and Vavrus, S.J. (2012). Evidence linking Arctic amplification to extreme weather in mid-latitudes.   Res.  Lett, 39, L06801. doi:10.1029/2012GL051000
  27. Francis, J.A., Skific, N. (2015). Evidence linking rapid Arctic warming to mid-latitude weather patterns. Phil Trans R Soc A 373:2014017, doi.org/10.1098/rsta.2014.0170
  28. Francis J.A., and Vavrus S.J. (2015). Evidence for a wavier jet stream in response to rapid Arctic warming. Environ Ress Lett 10:014005
  29. Francis, J. (2015). Evidence for a wavier jet stream in response to rapid Arctic warming. Environ. Res. Lett., 10, 014005, doi: 10. 1088/1748-9326/10/1/014005
  30. Francis, J.A. (2015). The Arctic matters: extreme weather responds to diminished Arctic Sea ice, Environ. Res. DOI: 10.1088 /1748-9326/10/ 9/091002.
  31. Field, Christopher B., Barros, Vicente R.; Mach, Katharine J., Mastrandrea, Michael D., et al. "IPCC, Climate Change (2014): Impacts, Adaptation, and Vulnerability – Technical Summary" (PDF). Intergovernmental Panel on Climate Change
  32. IPCC 2013- Climate Chang. (2013). The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Changeed T F Stocker, D Qin, G-K Plattner, M Tignor, S K Allen, J Boschung, A Nauels, Y Xia, V Bex and P M Midgley (Cambridge: Cambridge University Press) p.1535
  33. Li, D., Li, T., Jiang, H., Björck, S., Seidenkrantz, M., S, Zhao, M., Knudsen, K. L. (2018). East Asian winter monsoon variations and their links to Arctic Sea ice during the last millennium, inferred from sea surface temperatures in the Okinawa Trough. Paleoceanography and Paleoclimatology, 33, 61–75, doi. org/10.1002/2016PA003082
  34. Mongelli, I, G., Tassielli, B., Notarn icola. (2006). Global warming.
  35. Müller, G.V., Ambrizzi, T. (2007). Teleconnection Patterns and Rossby Wave Propagation Associated to Generalized Frosts over Southern South America. Clim. Dyn., 29(6), 633-645.
  36. "More Extreme Weather Events Forecast". Retrieved June 15, 2014. "Global warming means more snowstorms: scientists". 1 March 2011.
  37. Park, T W., Hoi, H C., (2010). Relationship between the Arctic Oscillation and Cold Surges over East Asia, Journal of Climate, 24: 68 -83.
  38. Rantanen, M., Karpechko, A. Y., Lipponen, A., et al., (2022). The Arctic has warmed nearly fourtimes faster than the globe since 1979: Communications Earth & Environment, 3(1), 168.
  39. Schwing, F. B., Murphree, T. and P.M. Green, (2002). The Northern Oscillation Index (NOI): a newclimate index. Progress in Oceanography, 53: 115–139
  40. Serreze, M.C., Barrett, AP., Stroeve, JC., Kindig, DM., Holland, MM., (2009). The emergence of surface-based Arctic amplification. Cryosphere 3:11–19.
  41. Screen, J.A., Simmonds, I. (2013). Exploring links between Arctic amplification and mid-latitude weather, Geophysical Research Letters, volume 40, no. 5, pages 959-964doi:10. 1002/grl. 50174.
  42. Simmonds, I. (2015). Comparing and contrasting the behaviour of Arctic and Antarctic Sea ice over the 35year period 1979-2013. Ann. Glaciol. 56 (69), 18–28
  43. The ERA-Interim archive. Era Report Series (1). ECMWF, Reading, UK.
  44. Wallace, J.M., Guzzler, D. (1981). Teleconnections in the geopotential height field during the northern hemisphere winter, Monthly weather Review, 109: 784-812.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار