پیش بینی شماره 1 - چشم انداز اولیه زمستان 94 (ماه های آذر، دی و بهمن 94)

پارامتر های کلیدی که در ذیل به آن اشاره می گردد، در سیمای کلی الگوی زمستان 94 تاثیر گذارند:

1- وقوع النینو قوی متمرکز در شرق - مرکزی اقیانوس آرام (East - Central Based) موسوم به النینو هیبرید (Hybrid)

2- ناهنجاری گرمتر از نرمال دمای سطح آب دریا در شمال شرق اقیانوس آرام (فاز مثبت شاخص PDO)

3- علایم مساعد برای رخداد بلاکینگ عرض های جغرافیایی بالا (high-latitude blocking) بواسطه چندین عامل : 1- گرایش شاخص نوسان قطبی (AO) طی تابستان و پاییز 2- پوشش برف پاییزی نیمکره شمالی  و 3- فعالیت خورشیدی ضعیف (low solar activity)

4- سال های آنالوگ: 1336، 1342، 1344، 1361، 1365، 1366، 1370، 1376، 1381، 1388.

شاخص النینو:

یک النینو بسیار قوی به وضوح در حاره اقیانوس آرام برقرار می باشد. این پدیده نقش مهم و حیاتی در الگوهای آب و هوایی ماه های آینده طی زمستان 1394 خواهد داشت. النینو حاضر از اواسط بهار بروز نمود، طی تابستان جاری تثبیت و از نیمه دوم همین فصل تقویت شد:

شکل 1. تغییرات ناهنجاری دمای سطح آب دریا (SST) ناحیه نینو منتهی به 4 آبان 94

از رویدادهای بسیار قوی النینو در طی نیمه دوم قرن گذشته می توان به سال های 1972-1973, 1982-1983, 1997-1998 اشاره نمود. با این حال طی دهه نخست قرن حاضر النینوی بسیار قوی قابل مقایسه ای به طور برجسته رخ نداده ست. با این حال 3 مورد رخداد النینو طی سال های 2002-2003, 2006-2007 و 2009-2010 درسطح متوسط روی داده اند. النینو حاضر بیشترین شباهت را به موارد سال های دهه  1970، 1980 و 1990 داراست.

در حالی که بزرگی پدیده النینو در تعیین الگوهای زمستان حائز اهمیت فراوانی می باشد، موقعیت مولفه اقیانوسی آن یعنی منطقه گرمایش دمای سطح آب دریا نیز عامل مهم دیگری می باشد که باید به آن توجه شود. بر اساس موقعیت منطقه گرمایش ناهنجار دمای سطح آب دریا در حاره اقیانوس آرام، النینو به 3 دسته تقسیم می شود:

1- النینو کلاسیک (Traditional)

2- النینو شرقی - مرکزی (Hybrid)

3- النینو مودوکی (Modoki)

در طی النینو کلاسیک حوزه آب های گرم، منطقه وسیعی از شرق تا مرکز اقیانوس آرام را فرا می گیرد، در صورتی که در نوع هیبرید ناحیه اصلی گرمایش به مرکز اقیانوس جابجا شده، لیکن شرق اقیانوس همچنان گرمایش در سطح کمتر را حفظ می نماید. در نوع مودوکی گرمایش به طور کامل  به مرکز حاره اقیانوس منتقل و شرق و غرب آن دارای دمای سطح آب کمتر از نرمال می باشند.

در طی النینو کلاسیک، ناحیه گردش چرخندی ناهنجار در سرتاسر اوراسیا، محل استقرار کم ارتفاع وسیعی می باشد که بر روی غرب روسیه به صورت مرکز ناوه تا شمال دریا خزر گسترش می یابد. مرکز پر ارتفاع آزوز در شمال غرب آفریقا قویتر از همتای هیبریدی خود می باشد و پشته ناشی از آن به سمت شرق تا بالکان گسترش می یابد. جریانات شرقسوی ناشی از واچرخندی پر ارتفاع آزور در جانب شرقی خود موجب تقویت جریانات بر روی خاورمیانه شده و یک مرکز کم ارتفاع ثانویه بر روی ایران حاکم می گردد که منطبق بر مرکز فشار کم غرب روسیه می باشد.

در نوع النینو کلاسیک، پرارتفاع جنوب گرینلند بیانگر حاکمیت الگوی بلاک شمال اطلس _ جنوب گرینلند می باشد که نوعی همپیوندی با فشار زیاد آزر از جنوب غرب اروپا و پرفشار آزور برقرار می سازد، در نتیجه جریانات غربی اقیانوس اطلس در ورود به منطقه اروپا دچار اختلال می شوند.

در تیپ النینو هیبرید در سرتاسر عرض جغرافیایی ناحیه شمالگان و جنب قطبی میزان ارتفاع تراز میانی بالاتر از سطح هنجار بوده که می تواند القا کننده فاز منفی قوی AO باشد. ناوه غرب روسیه جای خود را به فراز بلندی می دهد و از شدت مرکز فشار زیاد آزور کاسته می گردد. جریانات غربی اقیانوس اطلس به سهولت به سمت اروپا، ناحیه بریتانیا و شبه جزیره اسکاندیناوی گسیل می گرد.

شکل 2. همبستگی ناهنجاری دمای سحطح آب دریا، ارتفاع تراز 500 هکتوپاسکال و باد تراز 300 هکتوپاسکال با النینو کلاسیک و هیبرید.

طی النینو کلاسیک هسته روباد جنب حاره ضمن تقویت، بالاسویی بیشتری نسبت به نوع هیبریدی را نشان می دهد. ضمن آنکه الگوی واچرخندی بر روی النینو کلاسیک بر روی بالکان حاکمیت می یابد که منجر به الگوی جریانات جنوبسو  می گردد. این شرایط منجر به تقویت بیشتر الگوی چرخندی بر روی خاورمیانه و ایران می شود. در صورتی که در نوع هیبرید هسته روباد جنب حاره ضعیف و به عرض های پایین تر منتقل می شود و الگوی چرخندی بالکان استقرار جریانات شمالسو را در پی دارد. این شرایط فاز منفی الگوی نوسان دریای شمال _ شمال خزر ( NCPI) را نشان می دهد که می تواند مقادیر بارش فصلی را بر روی سواحل خزر متمایل به کمتر از نرمال نموده و جریانات شمالسو بر روی ایران و خاورمیانه منجر به بالا رفتن دمای هوا می نماید.  

در نوع النینو کلاسیک بارش ها در غالب مناطق کشور در سطح نرمال دیده می شود. میزانی از همبستگی بارش های فراتر از نرمال در استان های جنوبی نظیر سیستان و بلوچستان، هرمزگان و بوشهر از 0.2 تا 0.8 میلی متر در روز دیده می شود. احتمالا ریزش ها در سواحل خزر نرمال با تمایل نسبی به بالاتر از سطح هنجار را نشان می دهد. در صورتی که در نوع النینو هیبرید بارش ها در شمال غرب ایران تمایل به بالاتر از هنجار را نشان داده که بر روی نوار غربی کشور تمایل به بیشتر از نرمال نیز دیده می شود. نکته مهم خط بارشی از جنوب دریای سرخ به سمت خلیج فارس می باشد. میزان ریزش های فصل بر روی بخش های داخلی و مرکزی ایران به سمت سواحل خزر و دامنه های البرز جنوبی در زون مرکزی از 0.1 تا 0.4 میلی متر در روز کمتر از نرمال همبستگی می یابد.

از منظر ناهنجاری دمای هوا الگو های هیبرید و کلاسیک تاثیرات متقابلی را نشان می دهد، در نوع کلاسیک میزان متوسط دمای فصل بر روی جنوب غرب ، غرب ، جنوب و مرکز ایران متمایل به کمتر از نرمال را نشان می دهد. در صورتی که نوع هیبرید میزان دمای هوا در نیمه شمالی و مرکز کشور درجاتی از فرانرمال را نشان می دهد.

شکل 3. همبستگی ناهنجاری بارش و دما خاورمیانه با النینو کلاسیک و هیبرید.

حوضه آب های گرم شمال شرق اقیانوس آرام

فاز النینو شاخص انسو تنها عامل الثیر گذار بر روی آب و هوای زمستان محسوب نمی شود. یکی از نواحی مهم که ممکن ست آب و هوای زمستان ما را تحت تاثیر قرار دهد، شمال شرق اقیانوس آرام می باشد که در آن حوضه آب گرمتر از نرمال برای ۲ زمستان متوالی اخیر حاکمیت داشته است که شرایط فاز گرم شاخص POD را نشان می دهد.

به نظر می رسد، اگر شرایط گرم شاخص PDO طی زمستان امسال نیز تداوم داشته باشد، به ایجاد پشته پرفشار میان سواحل غرب آمریکا شمالی کمک می کند که منجر به هجوم هوای سردتر از نرمال به سوی شمال شرق ایالات متحده می نماید.

تغییراتی که اخیرا در دمای سطح آب دریا سراسر اقیانوس آرام در حال رخداد است، برای وقوع یک النینو هیبرید مطلوب بنظر می رسد، همانطور که چندین مدل پیش یابی کامپیوتری نظیر NOAA CFSv2  ،JAMSTEC  و مدلUKMET به این امر اعتقاد دارند. ارائه دو پیش بینی مستقل از ناهنجاری دمای سطح آ ب دریا برای زمستان جاری بر نقش عمده سراسر اقیانوس آرام تاکید دارند:

۱- مدل CFSv2 سازمان NOAA پیش بینی می نماید که شرایط النینو بیشتر به النینو نوع هیبرید در اقیانوس آرام متمایل خواهد شد و آب های گرمتر از نرمال در شمال شرق اقیانوس آرام تداوم خواهد داشت.

شکل 4. نقشه پیش بینی ناهنجاری دمای سطح آب دریا (سلسیوس) طی ماه های دسامبر تا فوریه 2016 مدل CFS v2

۲- مدل JAMSTEC که توسط سازمان هواشناسی ژاپن ارائه شده است، در موافقت با مدل CFSv2 سازمان NOAA در مورد الگوهای دمای سطح آب دریا پیش بینی نموده ست:

شکل 5. نقشه پیش بینی ناهنجاری دمای سطح آب دریا (سلسیوس) طی ماه های دسامبر تا فوریه 2016 مدل JAMSTEC

بلاکینگ عرض جغرافیایی بالا (High-latitude blocking)

بلاک عرض بالا طی فصل زمستان عمدتا در حضور پرفشار عرض های شمالی همچون اسکاندیناوی، گرینلند و شمال کانادا ارزیابی می شود. نوع، موقعیت و شدت بلاکینگ عرض جغرافیایی بالا با تاثیر گذاری بر روی الگوهای مداری و نصف النهاری جریانات بادهای غربی تاثیرات عمیقی بر روی مسیر و استقرار توده های آب و هوایی خواهد داشت. بدین ترتیب می توانند با تاثیر بر روی روبادها در تقابل با  گرمایش کلی حاصل از بروز پدیده النینو عمل و یا تقویت کننده آن باشند.

بلاکینگ عرض جغرافیایی بالا بر حسب موقعیت تشکیل و استقرار به دو نوع بلاکینگ نیمکره شرقی و غربی تقسیم می گردد. بر اساس بررسی های انجام شده رخداد بلاکینگ نیمکره شرقی معمولا در مواقع بروز فاز سرد و خنثی انسو یعنی لانینا و لانادا فراوانی دارد در حالی که بلاکینگ نیمکره غربی در هر ۳ فاز شاخص انسو یعنی النینو، لانینا و لانادا (خنثی) رخ می دهد:

شکل 5. نقشه ناهنجاری ارتفاع تراز 500 هکتوپاسکال؛ سمت راست بلاکینگ نیمکره غربی و چپ بلاکینگ نیمکره شرقی

سیگنال نوسان قطبی (AO) و بلاکینگ عرض بالا

هواشناسان بلاکینگ عرض های بالا را توسط شاخص های شناخته شده ای همچون نوسان قطبی (AO) و همتای آن نوسان اطلس شمالی (NAO) مورد تعقیب قرار می دهند. نوسان قطب شمال به الگوهای فشاری مخالف در جو عرض های جغرافیایی متوسط (معتدله) و عرض های بالا اشاره دارد. برای مثال وقتی که AO در موقعیت مثبت خود قرار می گیرد، فشار سطحی در منطقه قطبی کم بوده که این شرایط کمک می نماید تا جریان روباد قطبی عرض جغرافیایی میانه به طور قوی و پایدار از غرب به شرق ظاهر شده و هوا در قطب شمال در منطقه قطبی قفل شده باقی بماند (حالت مداری). هنگامی که شاخص AO در فاز منفی واقع می شود، گرایش به فشار بالا در ناحیه قطب وجود دارد ( به عنوان مثال، بلاکینگ عرض جغرافیایی بالا). بادهای مداری در عرض معتدله تضعیف و جنبش بیشتری از هوای قطبی به سوی عرض های جغرافیایی میانه دیده می شود. در حالی که هواشناسان شاخص های AO  و NAO در وهله اول طی فصل زمستان مورد استفاده واقع می گردد، روند آنها در طول فصول تابستان و پاییز می تواند سر نخ مهمی در مودر فصل زمستان متعاقب آن فراهم نماید.

شواهد نشان می دهند هنگامی که شاخص AO به مقادیر منفی منسجمی طی ماه ژوئیه می رسد، فصل زمستان متعاقب آن دارای دوره های متوالی AO منفی خواهد بود که با الگوهای بلاکینگ عرض  های جغرافیایی بالا مرتبط ست. همانطور که در آمارهای ماه ژوئیه 2015 دیده می شود، وضعیت نوسان AO طی این ماه به طور متوسط به یکی از منفی ترین رکودها در ۵۰ سال گذشته مبدل شد.  هر یکی از ۱۰ رکود منفی ترین نوسان AO در طول ماه جولای منجر به مقادیر منفی شاخص AO در طول زمستان پس از آن می گردد. علاوه بر این، روند شاخص AO در طول فصل پاییز نیز پیش بینی مفیدی برای فصل زمستان متعاقب خود بدست می آورد. بطور کلی، شاخص AO منفی در ماه اکتبر می تواند به معنای مقادیر منفی آن در طی زمستان پیشرو باشد.

شکل 6. سری زمانی مقادیر مشاهده شده نوسان شاخص AO

سیگنال پوشش برف و بلاک عرض بالا

علاوه بر وضعیت شاخص AO/NAO، برف نیمکره شمالی در فصل پاییز نیز یک فاکتور پیش یابی مهم در ارتباط با الگوهای بلاک عرض بالا طی زمستان تلقی می گردد. در واقع، مطالعات تحقیقاتی با تمرکز بر وضعیت منطقه سیبری زیر عرض 60 درجه شمالی  در ماه اکتبر به عنوان مولفه مهم در ارتباط با الگوهای جوی بلاکینگ عرض جغرافیایی بالا  در طول فصل زمستان اشاره نموده اند.

در صورتی که طی ماه اکتبر پوشش برف در این ناحیه بالای نرمال  و بطور مداوم در حال گسترش باشد، می تواند احتمال فراوانی بیشتر انواع بلاکینگ عرض بالا در ماه های زمستان متعاقب آن را به دنبال داشته باشد. تصویر ذیل، نشان می دهد که بارش برف در پایان ماه سپتامبر بالای نرمال بوده و همینطور در خلال نیمه اول اکتبر افزایش قابل توجهی در برف سراسری منطقه سیبری شامل ناحیه جنوب عرض ۶۰ درجه شمالی (منطقه سفید در نقشه ذیل) رخ داده است. پوشش برف طی  پایان ماه سپتامبر در منطقه اوراسیا به ۱۸ امین رکود بیشترین میزان در ۴۷ سال اخیر و ۱۴ امین رکود بالاترین حد در کل نیمکره شمالی رسیده ست.

شکل 7. بالا نمودار میله ای ناهنجاری پوشش برف نیمکره شمالی از سال 1967 الی سپتامبر 2015 و پایین نقشه پوشش برف نیمکره شمالی؛ سمت راست 13 اکتبر 2015 و چپ 30 سپتامبر 2015  از مرکز NIC.

فعالیت خورشیدی کم و بلاک عرض بالا

تحقیقات نشان داده است فعالیت خورشیدی کم با فراوانی الگوهای بلاک عرض های بالا همبستگی دارد. در حال حاضر یکی از ضعیف ترین دوران فعالیت  را در سیکل ۲۴ خورشید طی بیش از یک قرن در حال تجربه هستیم:

شکل 8. سری زمانی چرخه های فعالیت خورشیدی از 1749 تا چشم انداز سال 2040.

نقشه آنالوگ ناهنجاری ارتفاع سطح زمین در سال های فعالیت کم خورشیدی (فازهای حداقل خورشید) و پرفشار غالب در نزدیکی گرینلند و ایسلند (نارنجی / قرمز) را نشان می دهند.علاوه بر اینکه چرخه ۲۴ فعلی حرکت به سوی دوران تضعیف خود را آغاز کرده است، ما احتمالا از بیشینه فاز آن خارج شده ایم (نشان داده شده توسط پیکان)- فعال ترین برهه در یک چرخه خورشیدی- و اکنون به سوی کمینه خورشیدی بعدی هدایت می شویم. به عنوان یک نتیجه، فعالیت خورشید کم به خوبی با سناریوهای فراوانی بلاکینگ عرض جغرافیایی بالا همبستگی مطلوبی را نشان می دهد.

شکل 9. نمودار چرخه های 22، 23 و 24 فعالیت خورشیدی منبع: ناسا.

سال های آنالوگ

بر اساس نقشه ناهنجاری ارتفاع تراز 500 هکتوپاسکال مجموع سال های آنالوگ برای ماه آذر (دسامبر) بیانگر وجود ناهنجاری میزان ارتفاع تراز میانی جو در بخش اعظمی بر روی جنوب اروپا و طول دریا مدیترانه، خاورمیانه و آسیای مرکزی می باشد. 2 قطب متضاد ناهنجاری مثبت و منفی ارتفاع تراز میانی بترتیب بر روی ایسلند _ گرینلند و میانه اقیانوس اطلس سطحی از فاز منفی شاخص نوسان NAO را نشان می دهد که کاهش فعالیت پر ارتفاع آزرو را بر روی منطقه اروپا نشان می دهد. از طرفی بر روی ناحیه شمالگان وجنب قطبی میزان ارتفاع تراز 500 هکتوپاسکال نرمال با گرایش به بیشتر از سطح نرمال را دارد که معرف فاز منفی نوسان قطبی AO می باشد. 

مرکز فعالیت ناوه عمیق بر روی روسیه به همراه جریانات جنوب سو بر روی غرب روسیه، جنوب شرق اروپا و شمال غرب خاورمیانه منجر به ناهنجاری منفی ارتفاع تراز میانی بر روی دریا سیاه، ترکیه، شرق مدیترانه و ناحیه قفقاز خواهد شد این امر قویتا ارتباط با فاز منفی شاخص NAO داشته که ناحیه مذکور بعنوان حاشیه قلرو نوسان NAO محسوب می گردد.

میزان فشار سطح دریا بر روی ناحیه شمالگان و جنب قطبی بالاتر از میزان نرمال بوده و نقطه مقابل آن میزان فشار سطح دریا بر روی سرتاسر نوار معتدله زیر نرم بوده که این تضاد فشار منجر به حرکت و فعالیت توده های آب و هوایی کمفشار بر روی عرض های جغرافیایی زیر 50 درجه شمالی می نماید.

میزان فشار سطح دریا بر روی سودان و حاشیه جنوبی دریای سطح نرمال با گرایش به بالاتر از نرمال را نشان می دهد این در حالی است که در سرتاسر مدیترانه، ترکیه، قفقاز، فلات ایران، آسیا میانه و مرکزی کمتر از نرمال می باشد.

میزان ریزش های ماه آذر بر روی سرتاسر نیمه غربی ایران شامل شمال غرب، میانه غرب، جنوب غرب و سواحل خلیج فارس بالاتر از سطح هنجار بوده و در سایر مناطق نرمال می باشد. میران دمای هوای در جنوب و جنوب غرب کشور کمتر از نرمال و در سایر مناطق کشور تفاوتی با حالت نرمال نشان نمی دهد:

دی ماه (ژانویه): بر روی اقیانوس اطلس الگوی 3 قطبی پر ارتفاع گرینلند _ ایسلند، کم ارتفاع میانه اطلس و پر ارتفاع آزور تداوم فاز منفی NAO را نشان می دهد. ناوه شمال آسیا _ سیبری محدود گشته ست. ناحیه کم ارتفاع در سراسر جنوب اروپا از ایبری تا ترکیه، دریای سیاه و شمال غرب ایران به سوی روسیه گسترش یافته ست. تقویت مرکز فشار زیاد شرق خاورمیانه بر روی پاکستان، شبه قاره هند، بخش های شرق تا مرکز ایران القا کننده جریانات گرم جنوبی می باشد. 

مرکز فعالیت کم ارتفاع بر روی دریا سرخ می تواند در گسیل جریانات مرطوب ناپایدار به سمت سواحل جنوب ایران نقش مهمی داشته باشد. 

الگوی فشار سطح دریا بیانگر کمربند فشار کم تر از نرمال در حوزه مدیترانه به سوی ترکیه، شمال ایران می باشد و بر روی جنوب دریا سرخ گرایش به سوی فشار بالاتر از نرمال دیده می شود.

بر روی گرینلند، ایسلند و اسکاندیناوی مرکز فشار بالاتر از نرمال استقرار دارد.

میران ریزش ها در غالب مساحت کشور به حالت نرمال دیده می شود بر روی شمال غرب ایران و سواحل جنوبی کشور گرایش نسبی به سوی فرانرمال بارشی دیده می شود. همچنین بر روی نواحی مرکزی کشور گرایش به کمبارشی دی ماه مشهود می باشد. دماها در نیمه شمالی _ شرقی کشور فراتر از نرمال بوده بر روی شمال شرق کشور تا 1.5 درجه سلسیوس می باشد.

بهمن (فوریه): طی بهمن ماه مرکز فعالیت کم ارتفاع دریا سرخ قوی تر از ماه گذشته می باشد. الگوی سه قطبی بر روی اقیانوس اطلس نشان دهنده تداوم فاز منفی NAO بوده که به همراه تقویت نسبی  فشار زیاد آزرو بر روی مدیترانه مرکزی و استقرار فشار زیاد آسیای میانه جریانات اصلی به صورت شمال شرقی بر روی اروپا به عرض های بالاتر منتقل شده اند. که در این وضعیت به نظر می رسد مسیر موج ها از سمت عرض های شمالی تر اروپا همچون اسکاندیناوی به سوی دریای سیاه و شرق ترکیه می باشد که تعمیق جریانات بر روی دریای سرخ به صورت مرکز ناهنجاری کم ارتفاع بر روی دریا سرخ استقرار یافته ست. 

در سرتاسر ناحیه شمالگان و جنب حاره میزان ارتفاع تراز میانی بالاتر از هنجار بوده که استقرار وضعیت منفی شاخص AO را نشان می دهد.

میزان فشار سطح دریا بر روی نواحی شمالگان بالاتر از سطح هنجار و بر روی نواحی معتدله اروپا، مدیترانه و جنوب غرب آسیا کمتر از نرمال را نشان می دهد. 

بارش های ماه بهمن همچمنان در بخش هایی از غرب کشور شامل شمال غرب و میانه غربی متمایل به بالاتر از سطح هنجار می باشد. همچنین بر روی استان های جنوبی نیز علایم به طور نسبی بارش های فراتر از نرم را نشان می دهد. بر روی سواحل خزر کاهش نسبی بارش ها ترسیم شده و در غالب مناطق کشور تفاوتی با سطح هنجار بلند مدت دیده نمی شود.

همچنان در بهمن ماه بر طبق الگوی های آنالوگ، دمای هوا در نیمه شمالی و مرکزی کشور بالاتر بوده که میزان آن تا 1 درجه سلسیوس و بر روی شمال شرق و بخش هایی از شمال غرب تا 1.5 درجه دمای هوا بالاتر از نرمال نشان داده می شود. 

در انتهای شما را به ویدئو 26 دقیقه ای در ارتباط با پیش بینی 10 مدل از وضعیت الگوهای ماه های زمستان در سطح جهانی ( و بریتانیا) جلب می نمایم: