Synopsis analysis of cold waves in Ardabil city and estimation of return periods and its changes in the coming years

Document Type : Original Article

Authors

1 Mohaghegh Ardabili of University

2 استاد آب و هواشناسی، دانشکده علوم اجتماعی، دانشگاه محقق اردبیلی

Abstract

To check the consensus, the average temperature data was obtained from the Meteorological Department of Ardabil Province and the days with temperature below -10°C during the statistical period (1355-1400) were selected as cold days, then the trend of the time series of the frequency of freezing days with the least square error method in the model Linear regression was determined and its results showed a decreasing trend from 2010 onwards. Finally, for the simultaneous analysis of atmospheric factors, 25 January 2016 was selected as a representative through the ward hierarchical clustering method. Next, the data of the upper levels of the atmosphere were received from the website (NCEP/NCAR) and synoptic maps were drawn in Gardes. The results of the analysis of these maps showed that the Siberian thermal high pressure system played an effective role in transferring cold air from northern latitudes to the studied area. In addition to this phenomenon, the location of the study area in front of the European Ridge has resulted in negative air circulation conditions, which resulted in the strengthening of downward currents and a decrease in air temperature. Hyfran-plus statistical model was used to estimate the return periods of cold waves, and the result showed that the stationarity test (Wald-Wolfowitz) and the normal statistical distribution were more accurate in determining the return periods of cold waves. And the results of the Chi-Squared test also showed that it is possible to ensure the extraction of the results at a significant level of 5%. Finally, in order to predict changes in the temperature parameter, using the CanESM2 general circulation model, under three scenarios RCP2.6, RCP4.5, and RCP8.5, the future perspective of the period (2020-2050) was examined. Its results showed that the model had the necessary ability to simulate the average temperature.

Keywords

Main Subjects


  • امیدوار، کمال. ابراهیمی، عاطفه. (1391). تحلیل همدیدی موج سرمای شدید 16 تا 25 دی‌ماه 1386 در ایران مرکزی (استان‌های اصفهان، کرمان و یزد)، مجله جغرافیا و برنامه‌ریزی محیطی، شماره 1، ص 98-81.
  • ایمانی، بهرام. یزدانی، محمدحسن. سولماز، روحی‌پور. (1397). امکان‌سنجی استقرار صنایع در شهرستان اردبیل، فصلنامه برنامه‌ریزی توسعه شهری و منطقه‌ای، شماره 4، ص 207-183.
  • براتی، غلامرضا. مرادی، محمد. شیری، فاطمه. (1397). واکاوی همدید شهرهای رکورددار سرما در ایران، فصلنامه جغرافیای طبیعی، شماره 39، ص 80-69.
  • جامعی، جاوید. مسگری، ابراهیم. عاشوری، امامعلی. (1393). پیش‌بینی سرما و یخبندان‌های دیررس بهاره حوضه زاب با استفاده از مدل پرسپترون مدل چندلایه، مجله جغرافیا و توسعه ناحیه‌ای، شماره 23، ص 174-157.
  • دسترنج، علی. رستمی، محمد. (1399). ارزیابی و پیش‌بینی تغییرات اقلیم در دهه‌های آینده با استفاده از ریزمقیاس‌نمایی مدل‌های گردش عمومی جو(GCMs)، جغرافیا و روابط انسانی، دوره 3، شماره 1، ص 252-268.
  • رضا‌زاده، یعقوب. علیجانی، بهلول. (1396). تحلیل آماری سینوپتیکی امواج سرمایی خسارت‌بار شمال‌غرب ایران، نشریه علمی – پژوهشی جغرافیا و برنامه‌ریزی، شماره 61، ص 183-202.
  • سبحانی، بهروز. صفریان زنگیر، وحید. دیهم ساریخان، رباب. (1398). مدل‌سازی توزیع مکانی بارش‌های رعد‌و‌برقی با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای و برآورد آب قابل بارش، موردمطالعه: شهر‌های استان اردبیل، دو فصلنامه علمی-پژوهشی، پژوهش‌های بوم‌شناسی شهری، شماره 1، ص 151-164.
  • سلاجقه، علی. رفیعی ساردوئی، الهام. مقدم‌نیا، علیرضا. ملکیان، آرش. عراقی‌نژاد، شهاب. خلیقی سیگارودی، شهرام. صالح‌پور‌‌جم، امین. (1395). پیش‌‌بینی متغیر‌های اقلیمی توسط مدل چند‌گانه خطی sdsm در دوره آینده بر پایه سناریو A2، نشریه مدیریت بیابان، شماره 7، ص 12-25.
  • شیدائیان، مجید. ضیاتبار احمدی، میر‌خالق. فضل اولی، رامین. (1396). مقایسه مدل شبکه عصبی مصنوعی ANN و Sdsm در کوچک مقیاس‌سازی دما، علوم و مهندسی آبیاری، شماره 2، ص 59-73.
  • عبادی‌فر، مجید. حسینی ابری، سید‌علی. عبادی‌فر، امین. شمس‌آبادی‌زاده، مهدی. (1399). برآورد دبی سیلاب طراحی برای مطالعات ساماندهی رودخانه سرخه‌حصار (محدوده شهرک ولی‌عصر شهر ری)، نشریه علمی علوم و مهندسی آب، شماره 28، ص 7-19.
  • عساکره، حسین. شادمان، حسن. (1397). ارزیابی توان مدل sdsm در همانند‌سازی میانگین دمای شهر ارومیه، جغرافیا و برنامه‌ریزی محیطی، سال 29، شماره 4، ص 89-108.
  • عساکره، حسین. شاهبایی کوتنایی، علی. (1394). تحلیل همدید الگوی جوی فراگیرترین روز سرد ایران طی سال‌های 1339-1388، نشریه علمی-پژوهشی جغرافیا و برنامه‌ریزی، شماره 64، ص 211-228.
  • علیار، قربان. اسماعیل‌نژاد، مرتضی. (1400). شناسایی روند تغییرات متغیر‌های اقلیمی در مناطق کوهستانی (مورد مطالعه: ولایت بامیان افغانستان)، فصلنامه مطالعات جغرافیایی مناطق کوهستانی، سال 2، شماره 2، ص17-29.
  • علیجانی، بهلول. (1381). آب‌و‌هوای ایران، انتشارات تهران، دانشگاه پیام نور.
  • فرج‌زاده، منوچهر. (1394). تکنیک‌های اقلیم‌شناسی، سازمان مطالعه و تدوین کتب علوم انسانی دانشگاه‌ها (سمت).
  • قاسمی‌فر، الهام. ناصر‌پور، سمیه. (1396). تحلیل سینوپتیکی امواج گرما و سرما در سواحل جنوبی دریای خزر، فصلنامه علمی- پژوهشی اطلاعات جغرافیایی، شماره 103، ص 102-146.
  • کریمی، صادق. نگارش، حسین. طاووسی، تقی. علیجانی، بهلول. (1391). تحلیل همدید امواج سرماهای فراگیر ایران مورد: موج سرمای دی و بهمن 1383 استان چهارمحال و بختیاری، جغرافیا و توسعه، شماره 29، ص 55-76.
  • لشکری، حسن. پژوه، فرشاد. بیتار، محمد. جعفری، فرزانه. (1393). واکاوی همدید موج‌های سرمای بهاره استان آذربایجان غربی در سال‌های 1382 و 1384، نشریه تحلیل فضایی مخاطرات محیطی، شماره 1، ص 75-91.
  • لشکری، حسن. تقی‌زاده، حبیبه. مرادی، محمد. نجفی، محمد‌سعید. (1393). تحلیل همدید دمای پایه بارش برف در شمال غرب ایران، نشریه پژوهش‌های اقلیم‌شناسی، شماره 19 و 20، ص 11-22.
  • محمدی، مژده. مامی‌زاده، جعفر. احسان‌زاده، اقبال. (1399). مقایسه مدل‌های آماری در تعیین منحنی‌های شدت-‌مدت-‌فراوانی بارش (مطالعه موردی: شهر ایلام)، نشریه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب ایران، شماره41، ص 256-268.
  • مسعودیان، سید ابوالفضل. دارند، محمد. (1392). تحلیل همدید یخبندان‌های فرا‌گیر و با‌دوام ایران، جغرافیا و برنامه‌ریزی محیطی، شماره 2، ص 129-140.
  • هاشمی معصوم‌آباد، رضا. غفاری گیلانده، عطا. محمدی، علیرضا. (1399). تحلیل فضایی پراکنش کاربری آموزشی شهر اردبیل با استفاده از آمار فضایی در GIS، دو فصلنامه علمی پژوهش‌های بوم‌شناسی شهری، شماره 1، ص 91-106.
  • هژبر‌پور، قاسم. علیجانی، بهلول. (1386). تحلیل همدید یخبندان‌های استان اردبیل، جغرافیا و توسعه، شماره 10، ص 89-106.
  • هوشیار، محمود. سبحانی، بهروز. حسینی، سید اسعد. (1397). چشم‌انداز تغییرات دما‌های حد‌اکثر ارومیه با استفاده از ریز‌گردانی آماری خروجی مدل CanESM2، سال 23، شماره 63، صص 305-325.
  • Aalijahan, M., Salahi, B., Ghavidel, Rahimi, Y., Farajzadeh Asl, M. (2018). A new approach in temporal-spatial reconstruction and synoptic analysis of cold waves in the northwest of Iran, Theoretical and Applied Climatology Vol. 137. p 341–352.
  • Anagnostopoulou, Ch., Tolika, K., Lazoglou, G., Maheras, P. (2017). The Exceptionally Cold January of 2017 over the Balkan Peninsula: A Climatological and Synoptic Analysis, Atmosphere Vol. 8. p 1-14.
  • Campetella, C., Rusticucci, M. (1998). Synoptic analysis of an extreme heat wave overArgentina in March 1980, Meteorol Vol. 5. p 217–226.
  • Cony, M., Hernandez, E., Teso, TD. (2008). Influence of synoptic scale in the generation of extremely cold days in Europe, Atmósfera Vol. 21. p 389-481.
  • Jeong, JH., Hoi Ho, Ch., Kim, BM., Kwon, WT. (2005). Influence of the Madden‐Julian Oscillation on wintertime surface air temperature and cold surges in east Asia, Journal of geophysical research Vol. 110. p 1-7.
  • Rousta, I., Doostkamian, M., Haghighi, E., Mirzakhani, B. (2016). Statistical-Synoptic Analysis of the Atmosphere Thickness Pattern of Iran’s Pervasive Frosts, Climate Vol. 4. p 1-19.
  • Rusticucci, M., Vargas, W. 1995. Synoptic situations related to spells of extreme temperatures over Argentina, meteorological applications Vol. 2. p 291-300.
  • Zhou, W., Chan, GCL., Chen, W., Ling, J., Pinto, JG., Shao, Y. (2009). Synoptic-Scale Controls of Persistent Low Temperature and Icy Weather over Southern China in January 2008, Monthly Weather Review Vol. 137. p 3978–3991.
  • Zulkarnain Hassan, Supiah Shamsudin, Sobri Harun (2014). Application of SDSM and LARS-WG for simulating and downscaling of rainfall and temperature. Theoretical and Applied Climatology. 116, p 243–257.