واکاوی پیوند آب بارش‌پذیر با فرارفت رطوبت در ایران زمین

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه جغرافیای طبیعی دانشگاه اصفهان

2 استاد اقلیم‌شناسی،‌ دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران

3 استاد اقلیم‌شناسی، دانشگاه زنجان، دانشکده علوم انسانی، زنجان، ایران

10.22111/j10.22111.2022.6698

چکیده

در این پژوهش ، از داده‌های نم ویژه، مؤلفه مداری و نصف‌النهاری جریان باد در تراز 850 هکتوپاسکال، همچنین از داده‌های روزانۀ آب بارش‌پذیر سنجندۀ مودیس آکوا در بازۀ زمانی 15 ساله (2017-2002) استفاده شد؛ سپس در طول این دوره روزهایی که متوسط آب بارش‌پذیر آن‌ها دو انحراف معیار از میانگین ِدوره فاصله داشت انتخاب و برای این روزها و دو روز قبل از آن شار رطوبت بدست آمد.
یافته‌ها نشان می‌دهد در روزهایی که متوسط آب بارش‌پذیر بالا است (تیر و مرداد)، کرانه‌های دریای خزر بویژه در بخش‌های جنوب‌غربی آن و شمال‌غرب کشور شار رطوبت نیز بیشینه است. جریانات شمال‌شرقی و شرقی که در نتیجۀ استقرار یک کم فشار در شمال‌شرقِ دریای خزر از روی دریای خزر می‌گذرند،‌ با ترابرد رطوبت به کرانه‌های خزر و شمال‌غرب وقوع بیشینه‌ی آب بارش‌پذیر را باعث می‌شوند. استقرار پرفشار جنب حاره بر روی دریای عرب از یک سو و یک کم فشار حرارتی بر جنوب شرق عربستان، شار رطوبت را از دریای عرب، خلیج عدن، دریای عمان و خلیج فارس به سوی کرانه‌های جنوبی و جنوب‌غربِ کشور افزایش داده و در نتیجه مقدار آب بارش‌پذیر نیز افزایش می‌یابد. در پاره‌ای از موارد مشاهده شد، جریاناتی که از شمال‌شرق و جنوب وارد کشور می‌شوند در دشت لوت و کویر مرکزی همگرا شده و رطوبت جو این نواحی را نیز افزایش می‌دهند.
بر اساس نتایج بدست آمده، حضور کم‌فشار در غرب قزاقستان و استقرار پرفشار در دریای عرب و کم فشار در شرق عربستان نقش کلیدی در فرارفت رطوبت به ایران و افزایش رطوبت جو آن دارند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Analysis of Precipitable Water and Relationship with Moisture Advection in Iran

نویسندگان [English]

  • Manizheh Kianipour 1
  • Abolfazl masoodian 2
  • Hossein Asakereh 3
1 Department of Physical Geography, University of Isfahan
3 Professor in Climatology, Department of Geography,University of Zanjan
چکیده [English]

In this study, the specific humidity, zonal, and meridional wind components data at 850 hPa and PW(PW) data of Modis Aqua for 15-year period (2002-2017) were used; Then, the days that the average amount of PW was 2 standard deviations from the mean were selected and moisture flux was calculated for these days and two days ago.
The results showed when the average PW is high (July and August), southwestern parts of the Caspian Sea coasts and northwest of the country, moisture flux is maximum. The northeast and east currents, which pass through the Caspian Sea due to the low pressure in the northeast of the Caspian Sea, cause the maximum PW to occur with the transfer of moisture to the Caspian Sea and northwest. Sub Tropical high pressure over the Arabian Sea and a thermal low pressure over the southeast of Arabian Peninsula, increases moisture flux from the Arabian Sea, the Aden Gulf, the Oman Sea and the Persian Gulf to the country's southern and southwestern coasts, as a result, the amount of PW is also increased. Occasionally, currents entering to the country from the northeast and south converge on the Lut and Central Desert Plains; and increase the atmospheric moisture.
Based on the results, the presence of low pressure over the western Kazakhstan and high pressure over the Arabian Sea and low pressure in eastern Arabian Peninsula, play key roles in moisture penetration into Iran and increasing atmospheric moisture.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Precipitable Water
  • moisture flux
  • MODIS
  • Iran
- براتی، غلامرضا؛ محمد مرادی؛ قربان صابر (1393). شار رطوبت سنگین‌ترین بارندگی زمستانی در ایران مرکزی. پژوهش‌های دانش زمین. شمارۀ 19. صفحات 70-60.
https://dorl.net/dor/20.1001.1.20088299.1393.5.3.5.6
- خدادی، محمد مهدی؛ مجید آزادی؛ پرویز رضازاده (1392). منابع رطوبت و ترابرد ماهانۀ آن بر روی ایران و برهم‌کنش آن بامونسون هندوستان و پرارتفاع جنب حاره، مجلۀ ژئو فیزیک ایران. شمارۀ 2. صفحات 113-96.
http://www.ijgeophysics.ir/article_40589.html
- دوستکامیان، مهدی؛ مسعود جلالی ؛ الله‌مراد طاهریان  (1397). واکاوی شار همگرایی رطوبت و آب قابل‌بارش جوّ بارش‌های بهارۀ ایران. جغرافیا و مخاطرات محیطی، شمارۀ 25. صفحات 152-131.‎
https://dx.doi.org/10.22067/geo.v7i1.64076
- فلاح قالهری، غلام‌عباس؛ مهدی اسدی؛ عباسعلی داداشی رودباری (1394). تحلیل فضایی پراکنش رطوبت در ایران، پژوهش‌های جغرافیای طبیعی. شمارۀ 4. صفحات 650-637.
https://dx.doi.org/10.22059/jphgr.2015.56053
- کریمی، مصطفی؛ منوچهر فرج‌زاده اصل (1390). شار رطوبت و الگوهای فضایی- زمانی منابع تأمین رطوبت بارش‌های ایران، نشریۀ تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی. شمارۀ 22. صفحات 127-109. 
https://jgs.khu.ac.ir/article-1-630-fa.html
- مسعودیان، سید ابولفضل؛ سهراب قائدی؛ بختیار محمدی (1385). نواحی رطوبتی ایران، جغرافیا و برنامه‌ریزی دانشگاه تبریز. شمارۀ 20. صفحات 1-14.
https://www.noormags.ir/view/fa/articlepage/330071
- مسعودیان،سید‌ابولفضل؛ بختیار محمدی؛ محمد دارند (1392). هواشناسی،چاپ اول. انتشارات دانشگاه اصفهان.
- مفیدی،عباس؛ آذر زرین (1384). تحلیل سینوپتیکی ماهیت سامانه‌های کم‌فشار سودانی (مطالعۀ موردی؛ توفان دسامبر 2001)، فصل‌نامۀ جغرافیایی سرزمین. شمارۀ 6. صفحات 48-24.
https://www.sid.ir/fa/journal/ViewPaper.aspx?id=39446
- نوری،حمید؛حسنعلی غیور؛ سید ابوالفضل مسعودیان؛ مجید آزادی (1392). تحلیل فراوانی تابع همگرایی شار رطوبت و منابع رطوبتی بارش سواحل جنوبی خزر، جغرافیا و برنامه‌ریزی محیطی. 24. صفحات 14-1.
https://gep.ui.ac.ir/article_18614.html
- Bock, O., Bouin, M.N., Walpersdorf, A., Lafore, J.P., Janicot, S., Guichard, F. and Agusti-Panareda, A (2007). Comparison of ground-based GPS precipitable water vapour to independent oservations and NWP model reanalyses over Africa, Quarterly Journal_of_the_Royal_Meteorological_Society, No 133, 2011-2027.https://doi.org/10.1002/qj.185
- Bock, O., Bouin, M. N., Doerflinger, E., Collard, P., Masson, F., Meynadier, R., & Ouedraogo, D (2008). West African Monsoon observed with ground‐based GPS receivers during African Monsoon Multidisciplinary Analysis (AMMA). Journal of Geophysical Research: Atmospheres, NO 113(D21).
https://doi.org/10.1029/2008JD010327
- Chakraborty, A., Behera, S. K., Mujumdar, M., Ohba, R., and Yamagata, T (2006). Diagnosis of tropospheric moisture over Saudi Arabia and influences of IOD and ENSO, Monthly Weather Review, No 134, 598-617.
https://doi.org/10.1175/MWR3085.1
- Chakraborty, S. Adhikar, A.  and Maitra A (2016). Rainfall Estimation from Liquid Water Content and Precipitable Water Content Data Over Land, Ocean and Plateau, Atmospheric Research, No 167, 265–274.
- Fathurochman, I., Lubis, S. W., & Setiawan, S (2017). Impact of Madden-Julian Oscillation (MJO) on global distribution of total water vapor and column ozone. In IOP Conference Series: Earth and Environmental Science No 54, 012034. 
https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1755-1315/54/1/012034
- D'Abreton, P. C., and Lindesay, J. A (1993). Water vapour transport over southern Africa during wet and dry early and late summer months, International Journal of Climatology, No 13, 151-170.
https://doi.org/10.1002/joc.3370130203
- Groves, D. G., & Francis, J. A (2002). Variability of the Arctic atmospheric moisture budget from TOVS satellite data. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 107(D24), ACL-18.
http://dx.doi.org/10.1029/2002JD002285
- Hadjimitsis, D., Mitraka, Z., Gazani, I., Retalis, A., Chrysoulakis, N., and Michaelides, S (2011). Estimation of spatio-temporal distribution of precipitable water using MODIS and AVHRR data: a case study for Cyprus, Advances in Geosciences, No 30, 23–29.
https://doi.org/10.5194/adgeo-30-23-2011
- Kaufman, Y. J., & Gao, B. C. (1992). Remote sensing of water vapor in the near IR from EOS/MODIS. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, No 30, 871-884.
https://doi.org/10.1109/36.175321
- Krichak, S. O., Feldstein, S. B., Alpert, P., Gualdi, S., Scoccimarro, E., and Yano, J.-I (2016). Discussing the role of tropical and subtropical moisture sources in cold season extreme precipitation events in the Mediterranean region from a climate change perspective, Natural Hazards and Earth System Sciences, No 16, 269–285.
https://doi.org/10.5194/nhess-16-269-2016
- Lélé, M. I., Leslie, L. M., and Lamb, P. J (2015). Analysis of low-level atmospheric moisture transport associated with the West African Monsoon, Journal of Climate, No 28, 4414-4430.
https://doi.org/10.1175/JCLI-D-14-00746.1
- Li, C., Zuo, Q., Xu, X., and Gao, S (2016). Water vapor transport around the Tibetan Plateau and its effect on summer rainfall over the Yangtze River valley, Journal of Meteorological Research, N0 30, 472-482.
https://dx.doi.org/10.1007/s13351-016-5123-1
- Lu, N., Qin, J., Gao, Y., Yang, K., Trenberth, K. E., Gehne, M., and Zhu, Y (2015). Trends and variability in atmospheric precipitable water over the Tibetan Plateau for 2000–2010, International Journal of Climatology, No 35, 1394-1404.
http://dx.doi.org/10.1002/joc.4064
- Malmusi, S., and Boccolari, M (2010). Upper and middle precipitable water calculated from METEOSAT-8/-9 tropospheric humidity and NCEP/NCAR temperatures, Atmospheric Research, No 95, 8-18.
https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2009.08.010
- Puviarasan, N. Sharma, A. K. Manish Ranalkar, and Giri R. K (2014). Onset, Advance and Withdrawal of Southwest Monsoon Over Indian Subcontinent. A Study from Precipitable Water Measurement Using Ground Based GPS Receivers, Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics, No 122, 45-57.
https://doi.org/10.1016/j.jastp.2014.10.010
- Ross, R. J., & Elliott, W. P (2001). Radiosonde-based Northern Hemisphere tropospheric water vapor trends.Journal of Climate, No.14,1602-1612.
https://doi.org/10.1175/1520-0442(2001) 014%3C1602:RBNHTW%3E2.0.CO;2
- Sapucci, L. Machado, L. t. Monico, J. F. G. and Plana-Fattori, A (2007). Intercomparison of Integrated Water Vapor Estimates from Multisensors in the Amazonian Region, Journal of Atmospheric and Oceanic Technology, N0 24,1880-1894.
https://doi.org/10.1175/JTECH2090.1
- Trenberth, K. E., Fasullo, J., & Smith, L (2005). Trends and variability in column-integrated atmospheric water vapor. Climate dynamics, No 24, 741-758.
http://dx.doi.org/10.1007/s00382-005-0017-4
- Torres, B., Cachorro, V. E., Toledano, C., Ortiz de Galisteo, J.P., Berjón, A., de Frutos, A. M., Bennouna, Y., and Laulainen, N (2010). Precipitable water vapor characterization in the Gulf of Cadiz region (southwestern Spain) based on Sun photometer, GPS, and radiosonde data, Journal of Geophisycal Research, No 115, D18103, 1-11. 
http://dx.doi.org/10.1029/2009JD012724
- Wang, H., Wei, M., Li, G., Zhou, S., & Zeng, Q (2013). Analysis of precipitable water vapor from GPS measurements in Chengdu region: Distribution and evolution characteristics in autumn. Advances in Space Research, N0 52, 656-667.
http://dx.doi.org/10.1016/j.asr.2013.04.005
- Wang, H., and He, J (2017). Temporal and Spatial Evolution Features of Precipitable Water in China during a Recent 65-Year Period (1951-2015), Advances in Meteorology, No 2017,1-11.
https://doi.org/10.1155/2017/9156737
- Wong, M. S., Jin, X., Liu, Z., Nichol, J., and Chan, P. W (2014). Multi‐sensors study of precipitable water vapour over mainland China, International Journal of Climatology, No 35, 3146-3159.
http://dx.doi.org/10.1002/joc.4199
- Wu, G., and Zhang, Y (1998). Tibetan Plateau forcing and the timing of the monsoon onset over South Asia and the South China Sea, Monthly weather review, No 126, 913-927.
https://doi.org/10.1175/1520-0493(1998)126%3C0913:TPFATT%3E2.0.CO;2
- Zhai, P., and Eskridge, R. E (1997). Atmospheric water vapor over China, Journal of Climate, No10, 2643-2652.
https://doi.org/10.1175/1520-0442(1997)010%3C2643:AWVOC%3E2.0.CO;2
- Zhang, D., Huang, J., Guan, X., Chen, B., and Zhang, L (2013). Long-term trends of precipitable water and precipitation over the Tibetan Plateau derived from satellite and surface measurements, Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer, No 122, 64-71.
https://ui.adsabs.harvard.edu/link_gateway/2013JQSRT.122...64Z/doi:10.1016/j.jqsrt.2012.11.028
- Xu, X. D., Miao, Q., Wang, J., and Zhang, X (2003). The water vapor transport model at the regional boundary during the meiyu period, Advances in Atmospheric Science,No.20,333-342.
http://dx.doi.org/10.1007/BF02690791