پیش بینی یکماهه آب و هوا بر اساس برونداد مدل CFSv2.0 و تفسیر الگوهای Z500 مورخ 11 آذر الی 11 دی 1395

---

بررسی الگوهای آب و هوایی که چشم اندازهای ماه دسامبر 2016 را ترسیم می نمایند ما را به شدت شگفت زده کرده اند !!!!!

 تقابل بین ناوه ورتکس قطبی  در مقابل یک مرکز پشته ارتفاعی حاکم بر روی منطقه خاورمیانه چیزیست که الگوهای آب و هوایی کشور ما را در طی یکماهه آینده در دستان خود خواهد گرفت !! این که نحوه قرار گیری ناوه نسبت به پر ارتفاع چگونه باشد، نوع و موقعیت نوسانات نصف النهاری یا مداری هر یک از این دو نسبت به یکدیگر می تواند معادلات آب و هوایی را در منطقه ما بطور عمیقی تغییر دهد. مرکز فعال ناوه بر روی اوراسیا (روسیه) که با الگوی دینامیکی در ستون جو همراهی می گردد نشان دهنده لغزش بخشی از ورتکس قطبی به سوی نیمکره شرقی بوده و در نتیجه تاوایی حاصل از این منطقه وسیع کم ارتفاع به طور قطع بر روی آب و هوای موقعیت جغرافیایی ایران تاثیراتی را به همراه خواهد داشت.

در ادامه به تفسیر الگوهای نوسان دورپیوندی و همچنین اتمسفری واقیانوسی خواهیم پرداخت.

 

الف- نوسان دور پیوندی

1- شاخص های AO، NAO , PNA

بر اساس آخرین اطلاعات اخذ شده از مدل پیش یابی CFS چشم انداز یکماهه طی دسامبر 2016 (11 آذر لغایت 11 دی 95) شاخص های سه گانه به شرح ذیل پیش بینی می گردد:

میانگین مقادیر AO  یکماهه طی دسامبر 2016 بر اساس خروجی مدل CFS معادل 0.3- اعلام می گردد که نشان دهنده درجاتی از فاز خفیف منفی شاخص نوسان AO‌ در این مدت می باشد. همانطور که از نمودار ذیل مشاهده می گردد این شاخص در غالب برهه دسامبر 2016 در محدوده فاز منفی خفیف خود واقع خواهد بود و اثرات این فاز در الگوهای آب و هوایی قطبی و پیراقطبی نمود یافته و توسط پل های جوی بر روی نواحی جنوبی تر نیز موثر واقع خواهد شد.

میانگین مقادیر NAO  یکماهه طی دسامبر 2016 بر اساس خروجی مدل CFS معادل 0.34- اعلام می گردد و همانند نوسان AO در غالب برهه این ماه در مقادیر منفی خفیف خود واقع می باشد. شایان ذکر است این شاخص بر اساس چشم اندازهای ترسیم شده از اواسط ماه دسامبر تا روزهای واسپین آن می تواند تمایل خود را نسبت به وضعیت خنثی تا مثبت خفیف نشان دهد. این شرایط همانطور که در نمودار پیش یابی شاخص مشاهده می گردد از اواسط ماه دسامبر (اواخر آذرماه) به سمت شرایط خنثی خود متمایل شده و تا اوایل دی ماه 95 می تواند تا حدود مقادیر مثبت خود گرایش را نشان دهد.

بنابر این از حیث میزان نوسان و تغییر پذیری در طی روند یکماه دسامبر 2016 شاخص NAO از نوسان بالاتری برخوردار بوده و اثرات آن در الگوهای ناحیه معتدله متغییرتر خواهد بود.

میانگین مقادیر PNA یکماهه طی دسامبر 2016 بر اساس خروجی مدل CFS معادل 0.17- اعلام می گردد و همانند شاخص های AO و NAO در غالب برهه ماه دسامبر در محدوده فاز خنثی و منفی خفیف بسر خواهد برد. از نظر تغییر پذیری و میزان نوسان، شاخص PNA دارای 2 موقعیت  فراز (شرایط خنثی تا فاز مثبت خفیف) و فرود (شرایط خنثی تا فاز منفی خفیف «قوی تر از فاز مثبت») پیش بینی می شود.

بنابر این در یک چشم انداز کلی می توان انتظار داشت سه شاخص AO، NAO , PNA در فاز خنثی تا منفی خفیف خود طی دسامبر 2016 بسر خواهند برد. گرچه نباید اثرات احتمالی ورود به فازهای مثبت کوتاه و خفیف هر یک از آنها را در الگوهای آب و هوایی نادیده گرفت.

اثرات فاز منفی سه شاخص AO، NAO , PNA طی ماه دسامبر بر روی الگوهای نابهنجاری ارتفاع تراز فشار 500 هکتوپاسکال (Z500)، دما و بارش به صورت نقشه های ذیل می باشد:

در نقشه الگوی نابهنجاری تراز 500 هکتوپاسکال طی فاز منفی شاخص های سه گانه طی ماه دسامبر 2 قطب نابهنجاری مثبت و منفی ارتفاع بترتیب بر روی ناحیه ایسلند و میانه اطلس شمالی دیده می شود که از تظاهرات اصلی فاز منفی شاخص NAO می باشد. جریانات اصلی بارش برخاسته از اقیانوس اطلس در این شرایط به سمت عرض های جنوبی تر (مرکز و جنوب قاره) جابجا می گردد و بدین ترتیب بر روی حوضه شمالی قاره آب و هوایی خشک تر حکمفرما می گردد. همچنین در این شرایط فرابار سیبری در جانب زبانه های غربی خود ضعیف تر شده و تمایل بیشتری به سمت غرب پیدا می نماید. بدین ترتیب هوای سرد قطبی به سمت قاره اروپا یورش می برد و هوای سرد و خشک در شمال  و هوایی مرطوب تر در جانب عرض های میانه و جنوبی استقرار خواهد داشت.

ترکیب اثر فاز های منفی سه شاخص AO، NAO , PNA در طی ماه دسامبر غالبا با تقویت نسبی مرکز پشته پر ارتفاع بر روی آسیا میانه _ ایران همراه می باشد. برآیند وجود واچرخند در سطح منطقه در جانب شرقی و وجود Storm Track بر روی عرض های میانه با همگرایی جریانات از بخش حاره و توده های هوا غربی می تواند شرایط را برای وقوع بارش های موثر بر روی نواحی از شمال غرب ایران، نواحی از غرب و حتی جنوب غرب مهیا سازد. یکی از پیامدهای ملموس این شرایط فرارفت هوای گرم در سطح منطقه خواهد بود این هوای گرم به سبب افزایش برایند جریانات جنوبی و همچنین جابجایی هوای قطبی از آسیا به سمت اروپا می باشد.

در نقشه نابهنجاری بارش در مواقع فاز منفی سه شاخص AO، NAO , PNA جریان بارشی بر روی حوضه شرقی دریا مدیترانه، ترکیه، شمال غرب و غرب ایران به صورت ریزش های فراتر از نرمال دیده می شود. در این بین وجود یک منطقه بارشی بر روی حوضه دریا سرخ احتمالا به فعال بودن این منطقه از نظر مکانیسم های بارشی می باشد.

بر خلاف این نواحی بر روی سواحل دریا خزر بخصوص سواحل جنوب غربی دریا و همچنین نواحی از جنوب غرب کشور (حوضه مرکزی خلیج فارس) الگوی بارش ها بسمت نابهنجاری منفی دیده می شود. این ناحیه با بارش های کمتر از نرمال به سوی دامنه های البرز مرکزی و بخش هایی از مرکزی کشور نیز گسترش را نشان می دهد.

همانطور که پیش تر بدان اشاره شد الگوهایی دمایی در شرایط فاز منفی سه شاخص AO، NAO , PNA طی ماه دسامبر به صورت منطقه با دماهای فراتر از نرمال بر روی جنوب غرب آسیا می باشد. در مقابل هوای سرد عرض های معتدله در سرتاسر اوراسیا از آسیا تا اروپا گسترش را نشان می دهد. این الگو تا حدودی زیادی منطبق بر شرایط فشار سطح دریا می باشد در این وضعیت زبانه های سطحی فشار بر روی حوضه دریا مدیترانه ناشی از پرفشار آزور و همچنین زبانه های غربی فرابار سیبری تضعیف می یابد و بدین ترتیب شارش هوای سرد شمالی بر روی سطح فلات ایران کاهش می یابد.

با تضعیف توده هوای پرفشار ضمن بالا رفتن متوسط دما هوا با توجه به مکانیسم بارشی سواحل خزر به صورت رژیم آنتی سیکلونی (پرفشار) می تواند شرایط را برای کاهش بارندگی ها در این ایام فراهم سازد.

با توجه به نمودارهای پیش یابی سه شاخص AO، NAO , PNA از نظر برآیند اثرات آنها ماه دسامبر 2016 را می توان به سه برهه تقسیم نمود:

1- در اوایل ماه بروز فازهای همزمان منفی AO/NAO و مثبت PNA

2- در میانه ماه بروز فازهای همزمان منفی AO، NAO , PNA

3- از میانه تا اواخر ماه بروز فازهای همزمان منفی  AO/PNA و مثبت NAO

در جهت یک مقایسه اثر برآیندی فاز منفی  سه شاخص AO، NAO , PNA با شرایط فازهای همزمان منفی AO/NAO و مثبت PNA نسبت به  الگوهای نابهنجاری ارتفاع تراز فشار 500 هکتوپاسکال (Z500)، دما و بارش نقشه های مربوطه ارائه می گردد:

همانطور که مشاهده می شود با بروز فاز مثبت شاخص PNA در مواقع فازهای همزمان AO/NAO منطقه چرخندی بر روی آسیا تقویت شدیدی می یابد که تراف ناشی از آن تا بر روی جنوب غربی آسیا گسترش را نشان می دهد بدین ترتیب بر روی سطح منطقه و ایران میانگین ارتفاع لایه تراز 500 هکتوپاسکال کمتر از نرمال ظاهر می گردد این شرایط با افزایش میزان جریانات سیکلونی و در نتیجه صعود دینامیک جو در سطح منطقه همراه می باشد.

نتیجه این شرایط افزایش سطح بارش ها بر روی کشور می باشد میزان پاسخ ها به این شرایط در بخش غربی، شمال غرب و مرکز کشور نسبت به سایر نواحی بالاتر می باشد.

الگوی بارشی در طی شرایط فازهای همزمان منفی AO/NAO و مثبت PNA:

الگوی دما در طی شرایط فازهای همزمان منفی AO/NAO و مثبت PNA:

در این شرایط محور هوای سرد بر روی آسیا به طرف شرق اروپا ( غرب روسیه) جابجا شده و بخش های غربی اروپا از هوای معتدلتری برخوردار می گردد. منطقه هوای سرد بر روی حوضه دریا کاسپین، سیاه و همچنین آسیا میانه پیشروی را نشان می دهد.

ب - الگوی جریان و فشار

با توجه به نقشه های معرف تابع جریان و باد تراز 850 هکتوپاسکال از مرکز آب و هوایی ژاپن طی ماه دسامبر 2016 نشان می دهد که با بروز فاز منفی شاخص NAO یک مرکز نابهنجار گردش سیکلونی بسیار عمیق بر روی میانه اطلس شمالی واقع می گردد که واجد جریانات گردش سیکلونی در این منطقه می باشد. این مرکز فعال بر روی اقیانوس اطلس در مواجه با منطقه پر ارتفاعی که در چشم اندازها بر روی اروپا دیده می شود به 2 شاخه تقسیم می گردد شاخه ای از جریانات از مرکز فعال اقیانوس اطلس به عرض های شمالی و شاخه ای در جنوب به جریانات جنب حاره آفریقای شمالی الحاق می یابد. مرکز فعال دیگری بر روی آسیا مرکزی دیده می شود که به صورت یک منطقه وسیع از نابهنجاری منفی تابع جریان تراز 850 از بخش وسیعی از آسیا تا جنوب شرق اروپا، حوزه دریا مدیترانه و شمال آفریقا گسترش یافته است. در واقع این منطقه واجد ناحیه وسیع با گردش نابهنجاری سیکلونی می باشد. یک مرکز نسبتا مستقل از گردش سیکلونی فعال بر روی منتهی الیه شرقی مدیترانه به چشم می خورد. این مرکز عمیق سیکلونی با حرکت پادساعتگرد خود هوای گرم و مرطوب حاره را به جانب جلویی خود بر روی آسیا جنوب غربی و  غرب ایران به طرف بالا جابجا می نماید. در محل راس محور این مرکز سیکلونی بر روی شمال شرق آفریقا جریانات با سرمنشاهای مختلف همگرایی عمیقی را تجربه می کنند: یک جریان پیشتر عنوان شد که از شاخه جنوبی مرکز سیکلونی عمیق و فعال میانه اطلس شمالی، جریان دیگر هوای مرطوب جنب حاره شمال آفریقا و دیگری در راستای مخالف از شرق به غرب و حتی جنوب شرقی از جانب دریا عرب و شمال اقیانوس هند به واسطه وجود یک مرکز ضعیف گردش واچرخندی بر روی آب های اقیانوس هند نشات گرفته و بر روی جنب حاره آفریقا همگرا شده و این همگرایی به  حوضه دریا سرخ، شبه جزیره عربستان به طرف غرب فلات ایران پیشروی می نماید. نتیجه این ساز وکار همگرایی قوی در حوضه دریا مدیترانه گسیل رطوبت از منابع آبی دریا عرب، شمال اقیانوس هند و حاره آفریقا به طرف جنوب غرب آسیا و ایران خواهد بود.

شرایط اقیانوس هند نیز همانطور که دیده می شود به صوت یک ناحیه با جریانات واگرا شونده بر روی مرکز حاره اقیانوس بوده که برآیند آن سرکوب همرفت های حاره بر روی پهنه مرکزی این اقیانوس و تقویت بادهای جو تحتانی (850 هکتوپاسکال) در راستای غربسو (شرقی) می باشد که سبب تشدید همرفت و بالا رفتن رطوبت به پهنه غربی اقیانوس هند و سواحل شرقی آفریقا منتج شده و سرانجام بر روی تقویت همگرایی حوضه دریا سرخ نتایج مثبتی را در پی خواهد داشت. الگوی ذکر شده تا حدود زیادی به الگوی فازهای شاخص MJO  در طی ماه دسامبر وابسته بوده و از آنها طبعیت می نماید.

خطوط جریانان تراز 850 به صورت جنوبی - جنوب غربی بر روی حوضه دریا خزر می تواند نتایج منفی را از نظر بارش در پی داشته باشد.

الگوهای نابهنجاری فشار سطح دریا طی دسامبر 2016 نشان می دهد که در این ماه مرکزو زبانه های غربی توده هوای پرفشار سیبری با نابهنجاری منفی فشار مواجه بوده لذا شدت این فرابار ضعیف تر از وضعت نرمال ها پیش بینی می گردد. این درحالی ست که بر روی شبه قاره هند به طور کل در محدوده هنجار تا 1 هکتوپاسکال فراتر از نرمال می باشد. این وضعیت بیانگر ضعیف بودن مونسون زمستانه (مونسون شمال شرقی) در طی این برهه می باشد.

بر روی سرتاسر دریا مدیترانه، بخش وسیعی از آفریقای شمالی و حاره، شبه جزیره عربستان، دریا سرخ و ایران و آسیا دارای فشار سطح دریا نرمال تا 1 هکتوپاسکال کمتر از نرمال بوده که بر روی بخش هایی از نیمه شرقی دریا مدیترانه، ترکیه، شمال دریا سرخ و نواحی از شمال شرق آفریقا این میزان بین 1 الی 2 هکتوپاسکال کمتر از نرمال می رسد که در مقابل آن بر روی آب های دریا عرب، عمان و شمال اقیانوس هند به صورت نرمال تا 1 هکتوپاسکال فراتر از نرمال های بلند مدت می باشد. این سازوکار الگوی مناسبی به جهت ایجاد گرادیان فشاری مناسب و تغدیه رطوبتی در سطح منطقه محسوب می گرد.

با توجه به الگوهای نابهنجاری و متوسط پتانسیل سرعت تراز 200 هکتوپاسکال نشان می دهد در طی ماه دسامبر 2016 بر روی غالب اروپا، حوضه دریا مدیترانه، آفریقا، اقیانوس اطلس و شرق اقیانوس آرام نابهنجاری منفی پتانسیل سرعت تراز 200 هکتوپاسکال واقع می باشد. در مقابل بر روی دریا عرب، اقیانوس هند شمالی، خلیج بنگال، شبه قاره هند و همچنین بر روی ناحیه وسیعی از حاره اقیانوس آرام محل حاکمیت نابهنجاری مثبت پتانسیل سرعت تراز 200 هکتوپاسکال و واجد همگرایی در لایه های بالایی جو و نزول دینامیکی هوا و به طبع آن سرکوب ناپایداری ها می باشد.

مرکز نابهنجاری منفی قوی بر روی شمال شرق آفریقا، شرق مدیترانه و شمال دریا سرخ نشان دهنده شرایط عمیق در ستون جو منطقه به سبب صعود دینامیکی قوی و در نتیجه تشکیل سامانه های بارشزا می باشد. در واقع اگر تمامی نقشه های مربوط به تابع جریان و باد تراز 850 هکتوپاسکل، فشار سطح دریا، ارتفاع تراز 500 هکتوپاسکال و پتانسیل سرعت تراز 200 هکتوپاسکال را منطبق بر هم بررسی نمائیم می توانیم به این مطلب برسیم که طی ماه دسامبر شرایط برای تقرب محور فرود بلند حلقه بادهای غربی بر روی اوراسیا به سمت نیمه شرقی مدیترانه و در نتیجه تشکیل یک ناحیه نسبتا مستقل چرخندی بر روی این پهنه آبی مهیا گردیده و شرایط در لایه های پایینی تا بالایی جو در محل استقرار چرخند سبب تقویت و تشدید صعود و نتیجه تقویت جریانات بارشی در جانب غرب منطقه خواهد شد. میزان و نحوه قرارگیری هر یک از مراکز چرخندی مدیترانه و مرکز پر ارتفاع جنب حاره ای نسبت به یکدیگر می تواند نتایج را در الگوهای آب و هوایی تغییر دهد.

پیش بینی بارش و دما

با توجه به آخرین نقشه های پیش یابی بارش بر اساس میانگین اسمبل های یک و ده روزه از برونداد مدل CFS V2.0 در می یابیم که استان های واقع در باند غربی کشور شرایط لازم برای دریافت بارش های نرمال و فراتر از نرمال را طی یک ماهه آینده از 11 آذر لغایت 11 دی 95 دارا می باشند. استان هایی همچون آذربایجان غربی، شرقی، کردستان، کرمانشاه، همدان، لرستان، ایلام، مرکزی و حتی خوزستان، چهارمحال و بختیاری و غرب استان اصفهان احتمال وقوع بارش های نرمال و فراتر از نرمال را در طی مدت زمان یکماهه منتهی به 11 دی 95 را خواهند داشت.

بطور کل با مقایسه نقشه میانگین اسمبل یکروزه با ده روزه می توان به این نتیجه دست یافت که روند بروز رسانی الگوهای مدل CFS در ارتباط با چشم اندازهای بارش دسامبر 2016 رو به تقویت بارش ها از سمت نواحی غربی کشور و محدود شدن نواحی با بارش های کمتر از نرمال بخش های جنوبی و شرقی می باشد. با توجه به نقشه های پیش یابی بارش مدل مرکز آب و هوایی توکیو (TCC) طی ماه دسامبر 2016 و انطباق آن با نقشه های پیش یابی مدل CFS باید انتظار داشته باشیم که تا اواسط دی ماه 1395 بارش در استان هایی همچون آذربایجان غربی، شرقی، کردستان، زنجان، همدان، کرمانشاه، ایلام، لرستان، مرکزی، خوزستان، چهارمحال و بختیاری، کهکیلویه و بویر احمدو نیمه غربی اصفهان با چشم اندازهای بارشی نرمال و فراتر از نرمال های بلند مدت پیش بینی می شود.

استان هایی همچون قزوین، قم، تهران، سمنان، نواحی مرکزی همچون اصفهان در محدوده هنجارهای بلند مدت در این مدت واقع هستند و به نظر می رسد در این نواحی نابهنجاری شدیدی به لحاظ بارش در هر دو حد کران (نابهنجاری منفی یا مثبت) در این استان ها نداشته باشیم.

بر روی استان های واقع در سواحل دریا خزر با توجه به چشم اندازهای الگوهای جریان و همچنین فشار سطح دریا به صورت بی هنجاری منفی احتمال رخداد بارش های نرمال و متمایل به کمتر از نرمال های بلند مدت وجود دارد.

در نواحی جنوبی، جنوب شرق و بخش هایی از شرق به واسطه تسلط پر ارتفاع لایه میانی جو شرایط به سمت آب و هوای خشک تر از نرمال متمایل می باشد.

با توجه به تحلیل الگوهای تابع جریان در لایه های پایینی جو به صورت چرخش پادساعتگرد بر روی منتهی الیه شرقی مدیترانه و تقویت جریانات فرارفتی هوای جنوبی بر روی سطح کشور انتظار بر این می باشد که چشم اندازهای دمایی به طور کل در طی یکماهه آینده به صورت بی هنجاری های مثبت (گرمتر از نرمال) بر روی اکثر مناطق کشور بخصوص در بخش های شرقی و جنوب شرق کشور مورد انتظار باشد.

این چشم انداز بر اساس مدل پیش یابی CFSV2.0 در طی میانگین اسمبل یکروزه و ده روزه ترسیم گردیده است.

همانطور که پیشتر ذکر گردید با انتظار تضعیف زبانه های توده هوای پرفشار بر روی کشور و همچنین افزایش میانگین ارتفاع تراز میانی بر روی نواحی شرق - مرکز کشور برایند و سنگینی ترازو به سمت الگوهای دمایی فراتر از نرمال در سطح کشور طی یکماهه آینده تا اواسط دی ماه می باشد.

همانطور که در نقشه های ذیل مشاهده می گردد بر روی بخش وسیعی از سرتاسر شمال تا مرکز روسیه به سمت منطقه اروپایی غرب آن استقرار هوای سردتر از نرمال می باشد که در نقشه میانگین اسمبل یکروزه این هوای سرد تا غرب خاورمیانه بر روی منطقه قفقاز، دریا سیاه، ترکیه ، نیمه شرقی مدیترانه،دریا خزر، شمال غرب ایران و همسایگان غربی گسترش یافته است. این وضعیت می توان به این معنا باشد که علی رغم وجود تمامی شواهد و قراین مبنی بر فراتر از نرمال بودن میانگین دمای هوا بر روی سطح فلات ایران بخصوص بخش های شرق، جنوب شرق و مرکز کشور می تواند به ورود موج هایی با هوای سرد در برخی از برهه ها در طی یکماهه آینده امیدوار بود که با کاهش ملموس دما همراه می باشد.