Geography and Human Relationships

Geography and Human Relationships

Synoptic-thermodynamic analysis of heavy rainfall patterns in Kermanshah province (case study: period 2010 to 2019)

Document Type : Original Article

Authors
1 Department of Physical Geography, Faculty of Social Sciences, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran.
2 Department of Remote Sensing and GIS, Faculty of Planning and Environmental Sciences University of Tabriz, Tabriz, Iran.
Abstract
The occurrence of heavy rains is related to the synoptic patterns of the earth's surface and the upper levels of the atmosphere. The main goal of this research is to find the synoptic-thermodynamic pattern of heavy rainfall in selected stations of Kermanshah province. For this purpose, daily rainfall data and maps of sea level and height geopotential of 500 hPa were obtained for the statistical period (2010-2019) and were processed using principal component analysis (PCA) to identify the components. CAPE, LI, KI, TTI and SI instability indices were used for thermodynamic analysis. The results of the factor analysis showed that three factors in total explain and justify 80.5% of the variance of productive patterns. Further, four patterns were obtained by clustering using Ward's integration method and Euclidean distance. These patterns include the eastern Mediterranean and Iraq descent, the low-altitude Mediterranean cut bandal, the deep Russian descent and the eastern Mediterranean and Iraq quasi-omega bandal. The results showed that in the days of heavy rain, the dominant pattern of low pressure was located over the eastern Mediterranean Sea and Iraq and the location of the southwestern part of the omega-shaped bandal and the eastern Mediterranean trough in the region, which had the highest frequency of heavy rain with 22 days out of 38 days. The supply of moisture these days from the Mediterranean and Red seas, the presence of relative humidity close to saturated humidity and negative omega has led to an increase in humidity in the air, the rise of moist air, strengthening convection, creating an unstable atmosphere and heavy rains in the region. The results of thermodynamic analysis showed that the instability indices related to the second and third patterns were not very strong, but in the first and fourth patterns, the indices revealed severe instability and high potential.
Keywords

Subjects


امیدوار، کمال؛ سپندار، نساء و شفیعی، شهاب (۱۳۹۸). تحلیل سینوپتیک و ترمودینامیک بارش سنگین و سیلابی روزهای ۵ تا ۸ آبان ۱۳۹۴ در استان کرمانشاه. فصلنامه علمی – پژوهشی اطلاعات جغرافیایی، دوره ۲۷، شماره ۱۰۷، ص ۲۵۲-۲۳۷.
امیدوار، کمال؛ الفتی، سعید؛ اقبالی بابایی، فریبا و مرادی، خدیجه (۱۳۹۷). واکاوی ترمودینامیکی بارش‌های شدید ناشی از پدیده سردچال نواحی مرکزی و جنوب غرب ایران (مطالعه موردی: رخداد بارش ۱۱ آذر ۱۳۸۷). نشریه جغرافیا و مخاطرات محیطی، دوره ۲، شماره ۱، ص ۲۰-۱.
امیدوار، کمال و ترکی، مسلم (۱۳۹۱). شناسایی الگوهای ریزش بارش‌های سنگین در استان چهارمحال و بختیاری. فصلنامه برنامه‌ریزی و آمایش فضا، سال ۱۶، شماره ۴، ص ۱۶۹-۱۳۵.
حسینی، علیرضا و اکبری قمصری، هدیه (۱۳۹۵). شناسایی الگوهای سینوپتیکی پدید آورنده بارش‌های سنگین حوضه آبخیز طالقان در استان البرز. نشریه تحلیل فضایی مخاطرات محیطی، سال ۳، شماره ۴، ص ۱۰۰-۸۹.
حلبیان، امیرحسین (۱۳۹۴). شناسایی الگوهای گردشی بارش‌های شدید موجد سیل در منطقه فارس. مجله آمایش جغرافیایی فضا، دوره، سال ۵، شماره ۱۸، ص ۳۱-۴۶.
حیدرآبادی، حسین؛ زرین، آذر و دوستان، رضا (۱۳۹۷). تحلیل الگوهای همدید بارش‌های حدی شمال شرق ایران. دومین کنفرانس ملی آب و هواشناسی ایران، ۱۹ اردیبهشت، دانشگاه فردوسی مشهد، ایران.
جلالی، مسعود؛ شاهبایی، علی و کمریان، وهاب (۱۳۹۶). شناسایی الگوهای همدید بارش‌های شدید تابستانه در سواحل جنوبی دریای خزر. نشریه علمی جغرافیا و برنامه‌ریزی، دوره ۲۱، شماره ۵۹ ، ص ۲۳-۳۹.
درگاهیان، فاطمه و علیجانی، بهلول (۱۳۹۶). بررسی سینوپتیکی و دینامیکی بارش برف بهمن ۹۲ در ایران با تأکید بر نقش پدیده بلاکینگ. مجله مخاطرات محیط طبیعی، سال ۶، شماره ۱۲، ص ۳۶-۱۹. 
رضایی بنفشه، مجید؛ جهانبخش، سعید و حقیقی، اسماعیل (۱۳۹۶). بررسی الگوهای همدیدی ریزش برف در کرمانشاه. فصلنامه علمی – پژوهشی فضای جغرافیایی، سال۷، شماره ۵۹، ص ۱۱۹ –۱۰۳.
ذکی زاده اوماسلان علیا، میربهروز؛ سلیقه، محمد؛ ناصر زاده، محمد حسین و اکبری، مهری (۱۳۹۷). تحلیل آماری و سینوپتیکی مؤثرترین الگوی رودباد ایجادکننده‌ بارش‌های سنگین ایران. مجله‌ مخاطرات محیط طبیعی، دوره ۷، شماره ۱۵، ص ۴۸-۳۱. 
صادقی حسینی، سید علیرضا و رضاییان، مهتاب (۱۳۸۵). بررسی تعدادی از شاخص‌های ناپایداری و پتانسیل بارورسازی ابرهای همرفتی منطقه اصفهان. مجله فیزیک زمین و فضا، دوره ۳۲، شماره ۲، ص ۹۸-۸۳.
صلاحی، برومند؛ ابراهیمی تبار، ابراهیم؛ روشنعلی، محمد و امید زاده، هانیه (۱۳۹۷). تحلیلی برای الگوهای سینوپتیکی مولد بارش‌های رگباری (مطالعه موردی: بارش ۱۳۲ میلی‌متری مورخ ۲۲/۷/۱۳۹۱ شهرستان بهشهر). مجله علوم جغرافیایی (جغرافیای کاربردی)، دوره۱۴، شماره ۲۹، ص ۵۴-۴۶.
صلاحی، برومند و عالی جهان، مهدی (۱۳۹۲). تحلیل سینوپتیک مخاطرات اقلیمی شهرستان یاسوج (مطالعه موردی: بارش سنگین۲۰ اسفند۱۳۸۹. مجله جغرافیا و مخاطرات محیطی، شماره ۵، ص ۷۳-۸۹.
فرج زاده، منوچهر و رجایی نجف آبادی، سعید (۱۳۹۲). تحلیل شرایط سینوپتیک رخداد سیل در بارش‌های سنگین (شهرستان کوهرنگ). مجله جغرافیا و برنامه‌ریزی، سال ۱۷، شماره ۴۵، ص ۱۶۲-۱۴۳.
فروتن، مهدی و صلاحی، برومند  (۱۴۰۲). واکاوی ارتباط بارش‌های سنگین با بادهای حدی در استان اردبیل. مجله جغرافیا و روابط انسانی، دوره ۵، شماره ۴، ص ۱۴۶-۱۲۸.
قاسمی فر، الهام؛ ناصر پور؛ سمیه و آرزومندی، لیلا (۱۳۹۶). شناسایی الگوهای سینوپتیکی بارش‌های سیل‌خیز غرب ایران. نشریه‌ تحلیل فضایی مخاطرات محیطی، دوره ۴، شماره ۲، ص ۸۶- ۶۹. 
قویدل رحیمی، یوسف (۱۳۹۰). کاربرد شاخص‌های ناپایداری جوی برای آشکارسازی و تحلیل دینامیک توفان تندری روز ۵ اردیبهشت ۱۳۸۹ تبریز. نشریه فضای جغرافیایی، دوره ۱۱، شماره ۳۴، ص ۲۰۸-۱۸۲.
کیخسروی، قاسم؛ شکیبا، علیرضا و حمید پور، پگاه (۱۴۰۱). تحلیل الگوهای همدیدی و ترمودینامیک منجر به بارش‌های ابر سنگین و برآورد پهنه آبی حاصل از بارش‌ها در حوضه آبخیز کرخه. فصلنامه مطالعات جغرافیایی نواحی ساحلی، دوره ۳، شماره: ۱، ص ۱۰۰-۸۳.
لشکری، حسن و اسفندیاری، ندا (۱۴۰۰). الگوهای همدیدی و ترمودینامیکی رودخانه‌های جوی منجر به بارش سنگین دوره سرد کشور ایران. مجله مخاطرات محیط طبیعی، دوره ۱۰، شماره ۲۹، ص ۱۴۴-۱۲۵.
منصوری، شیدا و دوستان، رضا (۱۳۹۸). الگوهای جوی تداوم بارش‌های غرب ایران. فصل‌نامه جغرافیای طبیعی، سال ۱۲، شماره ۴۳، ص ۱۵۹-۱۴۱.
مصطفی‌زاده، رئوف؛ صفریان زنگیر، وحید و حاجی، خدیجه (۱۳۹۷). تحلیل الگو و شرایط وقوع بارش‌های منجر به سیل در سال‌های ۱۳۸۳ تا ۱۳۹۳ در شهرستان گرمی. استان اردبیل. مجله مخاطرات محیط طبیعی، دوره ۷، شماره ۱۵، ص ۱۰۶-۸۹.
 
Chen,Y. L., Ghu, Y. J., Chen, C. S., Tu, C. C., Teng, J. H., Lin, P. l. (2018). Analysis and Simulations of a Heavy Rainfall Event Over Northern Taiwan during 11–12 June 2012. Monthly Weather Review, 146, p 2715- 2697.
Oliveira, P., Lima, K., Santos e Silva, C. (2013). Synoptic environment associated with heavy rainfall events on the coastland of Northeast Brazil. Advances in Geosciences, 35, p 73–78.
Madsena, H.D., Lawrence, M., Lang M., Martinkova Kjeldsen, T.R. ( 2014). Review of trend analysis and climate change projections of extreme precipitation and floods in Europe. Journal of Hydrology,  519(D), p 3634-3650.
Merino, A., Fernández,  S., Hermida,  L., López, L., Sánchez, J.L., Ortega, E.G., Gascon, E. (2014). Snowfall in the Northwest Iberian Peninsula: Synoptic circulation patterns and their influence on snow day trends. Article ID, 275, p 1-14.
Theobald, A., HamishMc, G., Johanna, S. (2016). Trends in synoptic circulation and precipitation in the snowy mountains region, Australia, in the period 1985-2012.  Atmospheric Research, 169(B), p 434-448
Zhao, Y. C., Cui, C. G. (2010). A study of rainstorm process triggering Zhouqu extremely mudslide on 8 August 2010. Torrential Rain and Disasters, 3, 015.
Volume 7, Issue 2 - Serial Number 26
Autumn 2024
Pages 418-438

  • Receive Date 04 October 2023
  • Revise Date 15 December 2024
  • Accept Date 16 November 2023