مطالعه اثر جریان‌های جتی ترازهای پایین بر گردوخاک در غرب و جنوب غرب ایران

نوع مقاله : مقاله تحقیقی‌ (پژوهشی‌)

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری هواشناسی، پژوهشگاه هواشناسی و علوم جو، تهران، ایران

2 دانشیار پژوهشگاه هواشناسی و علوم جو، تهران، ایران

3 استادیار پژوهشگاه هواشناسی و علوم جو، تهران، ایران

چکیده

در این مقاله اثر جریان­های جتی تراز پایین (LLJ) بر گردوخاک در غرب و جنوب غرب ایران در دوره زمانی سال­های 2017-2007 با استفاده از داده­های دیدبانی و باز­تحلیل ERA5 بررسی شد. چینش قائم باد سبب انتقال تکانه از محور جت به سطح زمین و گسیل گردوخاک از مناطق مستعد می­شود؛ بنابراین برای شناسایی LLJ علاوه‌بر مقادیر بیشینه باد، چینش قائم آن نیز درنظرگرفته ­شد. سپس گستره قائم و افقی LLJ، میانگین بلند‌مدت فراوانی LLJ و رخدادهای گردوخاک به‌صورت ماهانه و فصلی محاسبه شد. نتایج مقایسه داده­های دیدبانی با ERA5 نشان داد سرعت باد 10 متری از سطح زمین برای داده­های بازتحلیل بیشتر از داده­های دیدبانی است. شیو فشاری شدید شمالی به جنوبی ناشی از استقرار سامانه پرفشار روی عراق و زاگرس و سامانه کم­فشار روی جنوب غرب ایران، مهم­ترین واداشت همدیدی است که بادهای شمال و شمال غربی قوی (LLJ) را در این منطقه ایجاد می­کند. همچنین ناهمواری­های منطقه، نسیم خشکی- دریا، تنش سطحی ضعیف روی خلیج فارس، تفاوت­های دما و ظرفیت گرمایی ویژه بین خشکی و دریا نیز از سایر عوامل مؤثر در شدت LLJ و تشکیل شدن آن هستند. توزیع ماهانه سرعت باد نشان­دهنده بیشینه میانگین سرعت باد (m/s 10) در ماه ژوئیه و کمینه آن ( m/s2) در ماه ژانویه است. میانگین ارتفاع لایه مرزی از 2400 متر در روز تا 150 متر در شب متغیر است. این موضوع از عوامل اصلی وقوع LLJ است. بیشترین فراوانی گردوخاک در اهواز در ماه ژوئیه سال 2009 با سی روز گردوخاک بوده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Study of the effect of low-level jets on genesis and transport of dust in the west and southwest of Iran

نویسندگان [English]

  • Mehri Hashemi Devin 1
  • Abbas Ranjbar SaadatAbadi 2
  • Ebrahim Fattahi 2
  • Sara Karami 3
  • Saviz Sehat Kashani 3
1 Ph.D. Student, Atmospheric Science and Meteorological Research Center (ASMERC), Tehran, Iran
2 Associate Professor, Atmospheric Science and Meteorological Research Center (ASMERC), Tehran, Iran
3 Assistant Professor, Atmospheric Science and Meteorological Research Center (ASMERC), Tehran, Iran
چکیده [English]

In this paper, using reanalysis ERA5 data and observational data, the effect of Low-Level Jet (LLJ) on dust in the west and south-west of Iran during the period 2007-2017 is studied. The vertical wind shear transfers the momentum from the jet level to the surface and then transfers dust from the sources, so to identify the LLJ besides the maximum wind speed, the vertical wind shear is also considered. Moreover, the horizontal and vertical range of LLJ, average of long term frequency of LLJ and monthly and seasonal frequency of dust are calculated in this study.
    The result of the comparison of observational data with ERA5 data shows that 10 m wind speed of ERA5 is larger than of observational data. Strong north to south pressure gradient due to the high pressure system over Iraq and Zagros and the low pressure system over the south-west of Iran, is the most important synoptic forcing that causes strong north and north-westerly and LLJ winds over the study area. Furthermore, region topography, land-sea breeze, weak surface tension over the Persian Gulf, temperature differences and special heat capacities between land and sea are other factors that form and affect the intensity of LLJ. The monthly wind speed distribution shows the maximum average wind speed 10 m/s in July and its minimum 2 m/s in January. The average height of the boundary layer varies from 2400 meters by days to 150 meters at nights, which is one of the main causes of LLJ. The highest frequency of dust in Ahvaz was in July 2009 with 30 days of dust
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Low Level Jet
  • Shamal wind
  • Dust
  • ERA5
  • west and south-west of Iran
علی‌اکبری بیدختی، ع.، برومند، ن.، 1385، مطالعه‌ای بر بادهای گپ منطقه دشت لوت: بیابان، 11(1)، 13-30.
مبارک حسن، ا.، غفاریان، پ.، 1397، شبیه‌سازی جت سطوح پایین (‏LLJ) توسط طرح‌واره­های مختلف لایه مرزی مدل ‏WRF_Chem‏ در ‏گردوخاک محلی استان خوزستان: مجله هواشناسی و علوم جوّ، 1(3)، 287-303.
وظیفه، ا.، علی‌اکبری بیدختی، ع.، مزرعه فراهانی، م.، ۱۳۹۸، بررسی تغییرات بلندمدت جت سطوح پایین روی دشت کویر: مجله فیزیک زمین و فضا، ۴۵(3)، ۶۸۷-704.
 
Alizadeh-Choobari, O., Zawar-Reza, P., and Sturman, A., 2014, The wind of 120 days and dust storm activity over the Sistan Basin: Atmospheric Research, 143, 328–341.
Andreas, E.L., Claffy, K.J., Makshtas, A.P., 2000, Low-Level Atmospheric Jets And Inversions Over The Western Weddell Sea. Boundary-Layer Meteorology 97, 459–486.
Berg, L. K., Riihimaki, L. D., Qian, Y., Yan, H., and Huang, M., 2015, The low level jet over the Southern Great Plains determined from observations and reanalyses and its impact on moisture transport: Journal of Climate, 28(17), 6682–6706.
Blackadar, A. K., 1957, Boundary layer wind maxima and their significance for the growth of nocturnal inversions: Bulletin of the American Meteorological Society, 38, 283–290.
Bonner, W. D., 1968, Climatology of the low level jet: Monthly Weather Review, 96, 833–850.
Bonner, W. D., and Paegle, J., 1970, Diurnal variations in boundary-layer winds over the south-central United States in summer: Monthly Weather Review, 98, 735–744.
Colle, B. A., and Novak, D. R., 2010, The New York Bight jet: climatology and dynamical evolution: Monthly Weather Review, 138(6), 2385–2404.
Doyle, J. D., and Warner, T. T., 1993, A three-dimensional numerical investigation of a Carolina coastal low-level jet during GALE IOP: Monthly Weather Review, 121(4), 1030–1047.
Fiedler, S., Schepanski, K., Heinold, B., and Knippertz, P., 2013, Climatology of nocturnal low-level jets over North Africa and implications for modeling mineral dust emission: Journal of Geophysical Research Atmospheres, 118(12), 6100–6121.
Gutierrez, W., Araya, G., Basu, S., Ruiz-Columbie, A., and Castillo, L., 2014, Toward understanding low level jet climatology over West Texas and its impact on wind energy: Journal of Physics: Conference Series, 524 012008
Ge, J. M., Liu, H., Huang, J., and Fu, Q., 2016, Taklimakan Desert nocturnal low-level jet: climatology and dust activity: Atmospheric Chemistry Physics, 16, 7773–7783.
Giannakopoulou, E. M., and Toumi, R., 2012, The Persian Gulf summertime low-level jet over sloping terrain: Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 138, 145–157.
Holton, J. R., 1967, The diurnal boundary-layer wind oscillation above sloping terrain: Tellus, 19, 199–205.
Hu, X. M., Klein, P. M., Xue, M., Lundquist, J. K., Zhang, F., and Qi, Y., 2013, Impact of low-level jets on the nocturnal urban heat island intensity in Oklahoma City: Journal of Applied Meteorology and Climatology, 52(8), 1779–1802.
Karami, S., Hamzeh, N. H., Alam, K., Noori, F., Ranjbar Saadatabadi, A., 2021, Spatio-temporal and synoptic changes in dust at the three islands in the Persian Gulf region: Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics, 214(D3), 105539.
Markowski, P., and Richardson, Y., 2011, Mesoscale Meteorology in Midlatitudes: Wiley-Blackwell, ISBN: 978-0-470-742136.
Membery, D. A., 1983, Low-level wind profiles during the Gulf Shamal: Weather, 38, 18-24.
Parish, T. R., 1982, Barrier winds along the Sierra Nevada Mountains: Journal of Applied Meteorology, 21, 925-930.
Rao, P. G., Hatwar, H. R., Al-Sulaiti, M. H., and Al-Mulla, A. H., 2003, Summer Shamals over the Arabian Gulf: Weather, 58, 471–478.
Rife, D. L., Pinto, J. O., Monaghan, A. J., Davis, C. A., and Hannan, J. R., 2010, Global distribution and characteristics of diurnally varying low-level jets: Journal of Climate, 23(19), 5041–5064.
Rijo, N., Lima, D. C. A., Semedo, A., Miranda, P. M. A., Cardoso, R., and Soares, P. M. M., 2014, The Iberian coastal low-level jet structure and dynamics: 3th Jornadas de Engenharia Hidrografica.
Smith, E. N., Gebauer, J. G., Klein, P. M., Fedorovich, E., and Gibbs, J. A., 2019, The Great Plains low-level jet during pecan: observed and simulated characteristics: Monthly Weather Review, 147(6), 1845–1869.
Stull, R. B., 1988, An Introduction to Boundary Layer Meteorology: Kluwer Academic Publishers.
Vanderwende, B. J., Lundquist, J. K., Rhodes, M. E., Takle, E. S., and Irvin, S. L., 2015, Observing and simulating the summertime low-level jet in central Iowa: Monthly Weather Review, 143(6), 2319–2336.
Whiteman, C. D., Bian, X., and Zhong, S., 1997, Low-level jet climatology from enhanced rawinsonde observations at a site in the Southern Great Plains: Journal of Applied Meteorology, 36(10), 1363–1376.
Zhang, G., Zhang, D., and Sun, S., 2018, On the orographically generated low-level easterly jet and severe downslope storms of March 2006 over the Tacheng Basin of Northwest China: Monthly Weather Review, 146(6), 1667-1683.