پیش بینی فصل زمستان 1398 – آپدیت چهارم: پیش بینی نهایی ماه نوامبر مدل ها برای زمستان پیشرو

---

پیش بینی نهایی نوامبر مدل ها برای زمستان پیشرو؛ تضعیف تاوه قطبی ممکن است عاملی مهم برای فصل زمستان پیشرو باشد! 

معمولاً خروجی مدل ها طی نوامبر بعنوان پیش بینی نهایی زمستان تلقی می شوند. دسامبر را می توان یک ماه زمستانی دانست، بنابراین پیش بینی های ماه نوامبر برندگان و بازندگان مدل های بلند مدت را تعیین می کند. 

خروجی برآیند مدل های پیش یابی 7 گانه (ECMWF ،Met Office،CMC ،DWD ،JMA ،Met France و NCEP) صراحتاً به الگوی فاز مثبت شاخص NAO طی زمستان پیشرو اشاره دارند. فاز مثبت NAO با تقویت 2 توده هوای کمفشار (فروبار) در شمال اطلس و پرفشار (فرابار) در میانه اطلس تا اروپا همراه می شود. با هم افزایی این دو توده هوا عموماً جریانات غربی شرایط آب و هوایی معتدلی بر روی اروپا به ارمغان آورده و مسیر بارندگی ها را از جنوب به سمت عرض های شمالی تر جابجا می نماید. با گسترش پرارتفاع بر روی مدیترانه زبانه های آن تا خاورمیانه گسترش می یابد، گسترش زبانه های پرفشار موجب تضعیف سامانه های کمفشار دینامیک بر روی مدیترانه می شود. بنابر این فراوانی و مسیر عبور سامانه های آب و هوایی به سمت خاورمیانه دچار نوسان می گردد، به دلیل تغییر در مسیر عبور توده های آب و هوایی، جبهه همگرایی بر روی دریا سرخ نیز دچار نوسان می گردد. 

به دلیل واقع شدن منطقه خاورمیانه (و ایران) در ضلع شرقی پشته پر ارتفاع اروپایی، ریزش جریانات شمالی بر روی منطقه به یک گردش سیکلونی بر روی نواحی شرقی منطقه (شمال هند) منتهی می گردد. تفاوت هایی که در خروجی مدل های مختلف آب و هوایی در خصوص نحوه جانمایی (موقعیت) و شدت سامانه های کمفشار شرق منطقه و پرفشار غربی به چشم می خورد، نتایج متفاوتی را (بخصوص) از حیث میانگین بارش سه ماهه زمستان به نمایش گذاشته اند. بهترین وضعیت بارشی در خروجی مدل UKMO و بدترین شرایط در مدل های NCEP و JMA دیده می شود. در اکثر مدل های مورد ارزیابی شده با تضغیف در میزان و قدرت همگرایی دریا سرخ بخش جنوب غربی کشور سیگنال های کاهش بارندگی های زمستان پیشرو را نشان می دهد. همچنین بر روی بخش های شمالی و نیمه شرقی کشور سیگنال های بارش های نرمال و فراتر از نرمال پیش بینی شده است. به دلیل تقویت و تسلط الگوی فرابار (زبانه های پرفشار) بر روی عرض های معتدله، شارش های سرد، منطقه خاورمیانه را در یک شرایط بسته ی نرمال دمایی قرار داده است که امکان رخداد هوای سردتر (نسبت به میانگین بلند مدت) را در مقاطعی از فصل زمستان دور از ذهن نمی سازد.

در تحلیل حاضر، از 7 مدل فوق، بر روی 4 مدل اصلی (پرکاربردترین) تمرکز شده است. نقشه ها از پروژه آب و هوایی کوپرنیک اروپا اقتباس شده است. کلیه پیش بینی ها چشم انداز الگوهای آب و هوایی میانگین 3 ماهه (دسامبرتا ژانویه 2020) را ارائه می دهند. مدل های پیش یابی الگوی کلی آب و هوا را نشان می دهند. بنابر این حتی اگر پیش یابی ها کاملاً دقیق باشند، به این معنی نیست که چنین شرایط آب و هوایی به مدت 3 ماه به طور مداوم برقرار است. 

مدل ECMWF 

پیش بینی الگوی فشار در خصوص کلیات گردش جهانی و الگوهای آب و هوا اطلاعات زیادی به ما می دهد. در خروجی این مدل الگوی ارتفاع ژئوپتانسیل تراز 500 هکتوپاسکال تفاوت چندانی با ماه قبل ندارد. ما می بینیم که یک کمفشار عمیق بر فراز اقیانوس اطلس شمالی مستقر شده که توسط پرارتفاعی از شرق اقیانوس آرام، سراسر اطلس تا اروپا محصور شده است. این یک الگوی کلاسیک فاز مثبت NAO است. این به معنی شرایط معتدل در سراسر مرکز تا جنوب اروپا است. 

در شمال اقیانوس اطلس و شمال اروپا یک کمربند مرطوب (Storm Track) وجود دارد که به دلیل فاز مثبت نوسان NAO ناشی می شود. پیشروی پشته پر ارتفاع بر روی سرتاسر دریا مدیترانه بر میزان فشار در این منطقه افزوده کرده، به معنای کاهش فراوانی و قدرت سامانه های کمفشار دینامیک بر روی پهنه آن می باشد. این اتفاق می تواند بر روی چرخه همگرایی دریا سرخ تاثیر منفی گذاشته و سبب کاهش کلی مقادیر بارش بر روی کشور گردد که بخش هایی از غرب و جنوب غرب ایران بطور مسقیم تحت تاثیر این شرایط واقع می باشند. 

همانطور که در نقشه آنومالی میانگین بارندگی سه ماهه زمستان 2020 مشاهده می شود، مسیر بارش ها بر روی عرض های شمالی تر در حدفاصل دریای سیاه تا آرال واقع است. در شرق منطقه (هند) فرارفت هوای گرم و مرطوب به درون کمفشار مستقر بر روی آن جریانات مرطوب را در این نواحی گسترش داده است که بخش هایی از جنوبشرق و شرق ایران تا حدی از این جریانات مرطوب تاثیر گرفته اند.

با توجه به پیش بینی ناهنجاری دما 2 متر، به طور کلی اروپا تحت متوسط دمای بالاتر از حد نرمال واقع است، که دلیل آن بواسطه توسعه شمالسوی یک پرفشار ایستا از سوی جنوب می باشد که موجب فرارفت هوا گرمتر به عرض های بالاتر می گردد. کمفشار عمیق اطلس هوای ملایم اقیانوسی را به درون قاره گسترش می دهد. در منطقه خاورمیانه این وضعیت بدلیل غلبه فرابار (پرفشار) و جریانات شمال، می تواند هوای نرمال زمستانی را بر روی کشور به ارمغان بیارود. این چشم انداز امکان بروز بیهنجاری های سرمایش هوا را در مقاطعی از فصل زمستان بر روی کشور رد نمی کند.

مدل UKMO

مدل UKMO خروجی پیش یابی اداره هواشناسی بریتانیاست. این مدل درست مانند ECMWF، الگوی فاز مثبت نوسان NAO را حتی بارزتر از ECMWF نشان می دهد. این مدل کمفشار قویتری بر فراز شمال اطلس و کمی شمالی تر را پیش بینی کرده است. این امر باعث می شود یک الگوی آب و هوایی بسیار معتدل در سراسر بریتانیا، اسکاندیناوی و مناطق وسیعی از اروپا غالب باشد. منطقه شمال شرق اروپا، جایی که احتمالاً جریانات شمالی بیشتری وجود دارد، از این قاعده مستثنی است.

با توجه به گسترش شمالسوی پشته پر ارتفاع بر روی آسیا و همپیوندی آن با پرفشار آزور، کمربندی از فرابار (پرفشار) بر روی عرض های معتدله اوراسیا تشکیل می یابد که باعث می شود خاورمیانه جریانات جوی شرایط بسته تری را محتمل گردد. در نتیجه الگوی سیکلونی قوی تری بر روی مناطق شرقی منطقه تشکیل و ضلع غربی آن گسترش غربسوتری را نشان می دهد.

همانطور که مشاهده می شود بر روی فلات ایران بارندگی ها سیگنال های نرمالی را نشان می دهند که به استثنا نواحی غربی در سایر مناطق حتی فرانرمال بارش نیز احتمال وقوع دارند. در این چشم انداز بارندگی ها بر روی کرانه های دریا مازندران سیگنال های فرانرمالی را نشان می دهد که به دلیل شارش های سرد شمالی و همراهی آن با جریانات ناپایدار جو می باشد. 

همچنان در منطقه الگوی کلی متوسط دما هوا نرمال می باشد، به دلیل تضعیف الگوی فرابار بر روی منطقه متوسط دما هوا بر روی پهنه فلات ایران در مناطقی تا 0.5 درجه سیگنال افزایشی را در برآیند فصلی نشان می دهند. 

مدل NCEP

NCEP مرکز ملی پیش بینی محیطی می باشد که در آمریکا مستقر است. پیش بینی های بلند مدت آن از مدل CFSv2 برونداد می یابد. این مدل فاز مثبت NAO قویتری را نسبت به مدل های UKMO و ECMWF نشان می دهد. سیستم های کم فشار بسیار عمیق و فعال در اطلس شمالی دیده می شود. جریانات غربی در شمال اروپا هوا معتدل اطلس را به درون قاره ترابرد می کند. در همین زمان، پر فشار قوی در سراسر اروپا و شرق تا مرکز آمریکا سطح دمای هوا را بالا و شرایط آب و هوایی خشکتری را به ارمغان می آورد. بر روی منطقه خاورمیانه شدت مرکز کمفشار شرق منطقه ضعیف تر از مدل UKMO دیده می شود و به نواحی شرقی تر بر روی شمال شرق هند جابجا شده است، این اتفاق اثر آن را بر روی کشور کمرنگتر کرده و پشته پر ارتفاع جنب حاره ای را کمی به عرض های بالاتر متمایل می سازد. 

از نظر الگوهای بارندگی، به دلیل شدت بیشتر پر ارتفاع بر روی دریا مدیترانه و گسترش شمال سو آن تا دریا سیاه، جریانات بارشزا به سمت عرض های بالاتر بر روی اوراسیا جابجا شده اند. در نتیجه بر روی منطقه بارندگی ها به شکل نظامند نسبت به سطح هنجار کاهش را نشان می دهد و تنها بر روی نوار شمالی ایران سیگنال های نزدیک به هنجار دیده می شود.در اینجا هم بیشترین کاهش بارش ها از آن منطقه خلیج فارس و جنوب غرب کشور می باشد. 

پیش بینی ناهنجاری دما 2 متر نشان می دهد ما کل اوراسیا را تحت ناهنجاری های مثبت دمایی مشاهده می کنیم. شرایط ناهنجاری های مثبت دمایی در شرق و جنوب شرق اروپا بسبب واقع شدن در جانب شرق منطقه پر ارتفاع اروپا و غلبه جریانات شمالی، احتمال کمتری را نشان می دهد. مانند مدل های قبلی، منطقه خاورمیانه و ایران در یک شرایط بسته از آنومالی های مثبت دمایی اوراسیا مصون مانده است که به دلیل تقویت الگوهای فرابار (پرفشار) و شارش های شمالی ناشی می گردد. به نظر می رسد بر روی نیمه جنوبی ایران، سیگنال های افزایش دما هوا به وضوح ناشی از تقویت و پیشروی نسبی پشته پر ارتفاع جنب حاره باشد. 

مدل JMA

خروجی مدل JMA از آژانس آب و هوایی ژاپن (توکیو) نیز همچون مدل های قبلی الگوی فازی NAO مثبت را طی زمستان امسال نشان می دهد. بر روی شمال اطلس الگوی سیکلونی (C) نشان دهنده گردش سیکلونی عمیق کمفشار ایسلند و بر روی عرض های جنوبی میانه اطلس الگوی آنتی سیکلونی (A) نشان دهنده شدت گردش آنتی سیکلونی پرفشار آزور می باشد. برهمکنش این دو مرکز، هوای معتدل اقیانوسی را برای بخش زیادی از اروپا تحت "جریانات غربی" به ارمغان می آورد. بخش وسیعی از آسیا تحت الگوی سیکلونی واقع می باشد که در یک مقیاس وسیعی جریانات پادساعتگرد غلبه یافته است. بر روی شمال هند یک الگوی گردش سیکلونی با بر همکنش با مرکز پرفشار واقع بر روی خلیج بنگال، هوای گرم و مرطوب اقیانوس هند را به سمت هند و پاکستان فرارفت می دهد. در نتیجه شرایط آب و هوای بر روی این مناطق سردتر با بارشزایی بیشتر به نظر می رسد. بخش هایی از سیستان و بلوچستان نیز گاهی از این توده هوای مرطوب امکان بهره مندی دارد. 

ایران تحت ضلع غربی این چرخند واقع می باشد و به کرات هوای سرد شمالی بر روی آن شارش می یابد. در نتیجه پتانسیل وقوع دماهای سرد طی مقاطعی از فصل زمستان امسال با توجه به الگوهای مشاهده شده دور از انتظار نمی باشد. با توجه به پیش بینی غالب بودن فاز های 1 تا 8 نوسان MJO و الگوی فاز مثبت NAO الگوهای سرد دمایی بر روی منطقه خاورمیانه بخصوص بر روی نواحی شرقی (نیمه شرقی ایران، هند، پاکستان و افغانستان) غالبیت بیشتری را دارد.

با تحت تسلط درآمدن دریا مدیترانه توسط پشته پرفشار آزور و برقراری جریانات شمالی بر روی منطقه، همگرایی دریا سرخ به سبب کاهش عبور سامانه های دینامیک مدیترانه دچار نوسان می باشد. از اینرو به طور کل این مدل بارندگی های فصل زمستان را بر روی ایران نرمال تا کمتر از نرمال نشان می دهد و بر روی بخش های شمالی، برای نواحی از شمال غرب و سواحل (و احتمالاً دامنه های البرز) به سمت شمال شرق سیگنال هایی از عبور جریانات مرطوب را طی زمستان پیشرو نمایش می دهد (شباهت با چشم انداز سرویس آب و هوایی Accuweather). 

تاوه قطبی Polar vortex

عامل مهمی که هنوز می تواند مسیر الگوی زمستان را تغییر دهد، احتمال پتانسیل بالای وقوع گرمایش استراتوسفری است. در حال حاضر مشاهده می کنیم پتانسیل گرمایش بزرگ استراتوسفری برای ماه دسامبر در حال افزایش ست، احتمالاً شروع توالی تضعیف تاوه قطبی را در پی دارد. تصویر زیر پیش بینی گرمایش استراتوسفری در حوالی ارتفاع 30 کیلومتری را نشان می دهد. این وضعیت می تواند از اواخر دسامبر و بقیه ایام زمستان پیامدهای مهمی در آب و هوا نیمکره شمالی داشته باشد. تضعیف تاوه قطبی می تواند تأثیرات عمده ای بر الگوهای آب و هوایی نیمکره شمالی داشته باشد. گرمایش از قسمت بالای استراتوسفر به سمت پایین انتشار می یابد، به اطراف تاوه قطبی دوران یافته و باعث تضعیف آن از بیرون می شود.

تضعیف تاوه تا حد زیادی احتمال گسترش شرایط آب و هوای زمستانی را به سمت عرض های جنوبی تر افزایش می دهد. این وضعیت به نوع آرایش الگوی جو بر روی استراتوسفر بستگی دارد. در بعضی موارد، اثرات گرمایش (و به دنبال آن تضعیف تاوه) تا حدی "منحرف" می شود و ما تغییرات زیادی در وضعیت کوتاه مدت تجربه نمی کنیم. اما در بیشتر موارد، این اثرات می تواند تأثیر عمده ای در توزیع سیستم های آب و هوایی سراسر نیمکره داشته باشد.

 یک رویداد گرمایش استراتوسفری بالقوه شرایط آب و هوایی خاصی را در پی ندارد، اما می تواند الگوهای آب و هوایی نیمکره شمالی را بسوی یک مسیر خاص متمایل یا منحرف نماید. پیش بینی های بلند مدت به طور کلی در پیش یابی دینامیکی استرتوسفر عملکرد خوبی ندارند، به این معنی که آنها هرگونه رویداد احتمالی گرمایش ناگهانی استراتوسفری (SSW) را کم اثر در نظر می گیرند. زیرا پیش بینی نهایی آنها از محاسبات منفرد بسیاری بدست آمده که هر کدام تفسیر های متفاوتی در مورد استراتوسفر دارند. توسعه یک رویداد SSW می تواند تأثیر عمده ای بر گردش جهانی داشته باشد و می تواند تغییرات عمده ای در نیمکره شمالی ایجاد کند. بنابراین یک رویداد SSW بالقوه عامل مهمی است که می تواند مسیر زمستان را در سراسر نیمکره شمالی تغییر دهد.