Journal of Applied Research in Geographical Sciences

fa واکاوی الگوهای غالب چرخندی بر روی بارش‌های دوره سرد در نیمه غرب میانی ایران An analysis of cyclonic dominant patterns on cold period precipitation in the mid-western of Iran اب و هواشناسی climatology پژوهشي Research <div style="text-align: justify;">چرخندهای برون‌حاره‌ای با توجه به فراوانی، مدت و شدت آن‌ها از عوامل اصلی بارش‌های عرض‌های میانه و بالا در سراسر مدیترانه در طی فصل زمستان و پاییز هستند. برای این پژوهش از داده‌های شبکه‌ای متغیرهای اقلیمی ECMWF با تفکیک زمانی ۶ ساعته و تفکیک مکانی ۲۵/۰*۲۵/۰ از سال 1979-2016 و داده‌های بارش ایستگاه‌های ۴ حوضه آبریز از پایگاه داده‌های اسفزاری از سال ۱۹۷۹-۲۰۱۶ استفاده شد. ابتدا ارتفاع ژئوپتانسیل، دما، رطوبت و رودباد روزهای بارشی در محیط متلب استخراج شد. سپس با استفاده از الگوریتم استخراج مراکز چرخندی، این مراکز از روی ارتفاع ژئوپتانسیل با این شروط که ارتفاع ژئوپتانسیل کمینه و شیو ژئوپتانسیل بیشینه باشد استخراج شدند. در ادامه از روی ماتریس ارتفاع ژئوپتانسیل روزهای بارشی (498×441×361) با استفاده از روش تحلیل خوشه‌ای 4 الگوی جوی استخراج شدند. همچنین فراوانی رخ داد زمانی و مکانی ماهانه و میانگین دمایی مراکز چرخندی این الگوها در ماه‌های فصول سرد به دست آمد. نتایج نشان داد که الگوی اول ناوه مدیترانه‌ای است که بیشترین فراوانی را به میزان 42 درصد دارا می‌باشد. این الگو فرود آن به علت وجود زبانه‌های از پر ارتفاع که به حالت مانع عمل می‌کند باعث عمیق شدن کم ارتفاع مدیترانه شده است و محور آن تا روی دریای سرخ کشیده شده است و به دلیل برخورد زبانه‌های کم ارتفاع و پر ارتفاع درروی منطقه ناپایداری تشدید شده و بیشترین بارش‌ها را در میان الگوها باعث شده است. در مقابل الگوی چهارم که کمترین فراوانی را به میزان 10 درصد را دارا می‌باشد که الگوی ناوه‌ای بادهای غربی است که درروی دریای خزر عمیق شده اما به علت قرارگیری پر ارتفاع در جنوب منطقه مانع ورود کم ارتفاع شده و در بخش شمالی منطقه موردمطالعه مستقرشده است و به این دلیل کنتورها در شمال منطقه حالت مداری دارند درنتیجه چرخندهای کم‌تری وارد منطقه شده و منجر به کمترین میانگین بارش در بین الگوها شده است. همچنین نتایج نشان داد که درصد فراوانی چرخندهای هسته سرد در زمستان 60 درصد و در پاییز 40 درصد بوده است ولی درصد فراوانی چرخندهای هسته گرم در فصل زمستان 62 درصد و در فصل پاییز 38 درصد بوده که در زمستان درصد فراوانی چرخندهای هسته گرم نسبت به درصد چرخندهای هسته سرد افزایش پیداکرده است در مقابل در پاییز درصد فراوانی چرخندهای هسته گرم نسبت به هسته سرد کاهش پیداکرده است. در دهه اخیر هم از فراوانی رخداد تعداد چرخندها و هم از شدت چرخندها نسبت به دو دهه گذشته کاسته شده است. ازلحاظ مکانی غرب منطقه موردمطالعه ازلحاظ چرخندزایی همیشه فعال بوده است و با ورود به دوره سرد از پاییز به‌طرف زمستان مکان‌های چرخندزایی هم به‌تدریج فعال‌تر می‌شوند.</div> <gdiv></gdiv><gdiv></gdiv><gdiv></gdiv> <div style="text-align: justify;">Extratropical cyclones, characterized by their frequency, duration, and intensity, serve as the primary drivers of mid- and high-latitude precipitation across the Mediterranean during the winter and autumn months. For this research, climatic variables obtained from the ECMWF network, featuring a temporal resolution of 6 hours and a spatial resolution of 0.25° × 0.25°, spanning from 1979 to 2016, were utilized. Additionally, precipitation data from four basin stations sourced from the Asfezari database for the same period were analyzed. Initially, geopotential height, temperature, humidity, and jet stream data for rainy days were extracted using MATLAB. Subsequently, a cyclonic center extraction algorithm was applied to identify cyclonic centers from the geopotential height data, based on the conditions that the geopotential height is at a minimum and the geopotential gradient is at a maximum. From the geopotential height matrix of rainy days (361×441×498), four distinct atmospheric patterns were identified through cluster analysis. The temporal and spatial frequency of these patterns, as well as the average temperature of cyclonic centers, were analyzed for the cold season months. The results indicated that the first pattern, identified as the Mediterranean trough pattern, is the most frequent, occurring 42% of the time. This pattern is characterized by the presence of a high-level system acting as a barrier, which deepens the low-level Mediterranean system and extends its axis toward the Red Sea. The interaction between low-level and high-level systems enhances instability, resulting in the highest precipitation levels among the identified patterns. Conversely, the fourth pattern, termed the western wind trough pattern, exhibits the lowest frequency at 10%. This pattern is characterized by a trough over the Caspian Sea; however, a high-level system in the southern region inhibits the entry of low-level systems, thereby confining cyclonic activity to the northern portion of the study area. Consequently, the isobars in the northern region assume a more orbital configuration, leading to a decreased influx of cyclones and, as a result, lower precipitation amounts compared to the other patterns. The analysis further revealed that cold-core cyclones accounted for 60% of occurrences in winter and 40% in autumn, while hot-core cyclones constituted 62% in winter and 38% in autumn. Notably, the frequency of hot-core cyclones increased relative to cold-core cyclones in winter, whereas an inverse trend was observed in autumn. Over the past decade, both the frequency and intensity of cyclones have diminished compared to the preceding two decades. In terms of cyclogenesis locations, the western part of the study area has consistently emerged as the most active region. Moreover, cyclogenesis activity exhibits a gradual increase from autumn to winter as the cold season progresses. These findings underscore the dynamic nature of extratropical cyclones and their significant role in shaping precipitation patterns across the Mediterranean region.  </div> <gdiv></gdiv><gdiv></gdiv><gdiv></gdiv> بارش چرخندی, چرخند, چرخندزایی, دوره سرد, غرب میانی ایران Cyclonic Precipitation, Cyclone, cyclogenese, Cold Period, Midwest of Iran 130 157 http://jgs.khu.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-3217-1&slc_lang=fa&sid=1 Rastegar Mohammadi رستگار محمدی std_rastegar365@khu.ac.ir 100319475328460023372 100319475328460023372 No Ph.D. student in climatology, Kharazmi University دانشجو رشته آب و هواشناسی گرایش سینوپتیک دانشگاه خوارزمی تهران mohammad saligheh محمد سلیقه saligheh@khu.ac.ir 100319475328460023373 100319475328460023373 No Associated Professor of climatology, kharazmi University, Tehran, Iran . دانشیار آب وهواشناسی، دانشکده علوم جغرافیایی، دانشگاه خوارزمی، تهران، ایران Mohammad Hossein Naserzadeh محمد حسین ناصرزاده nasserzadeh@khu.ac.ir 100319475328460023374 100319475328460023374 Yes Assistant Professor of climatology, kharazmi University, Tehran, Iran . استادیار آب و هواشناسی دانشگاه خوارزمی دانشگاه خوارزمی Mehri Akbari مهری اکبری mehryakbary@khu.ac.ir 100319475328460023375 100319475328460023375 No Associated Professor of climatology, kharazmi University, Tehran, Iran . دانشیار آب وهواشناسی، دانشکده علوم جغرافیایی، دانشگاه خوارزمی، تهران، ایران