تاثیر گرمایش سریع شمالگان بر الگوهای جوّی در غرب آسیا

نوع مقاله : مقاله پژوهشی‌

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری هواشناسی، موسسه ژئوفیزیک دانشگاه تهران، ایران

2 دانشیار گروه فیزیک فضا، موسسه ژئوفیزیک دانشگاه تهران، ایران

چکیده

آهنگ افزایش دمای نامتناسب شمالگان نسبت به میانگین جهانی گرمایش سریع شمالگان نامیده می‌شود. با کاهش‌ شیو نصف‌النّهاری‌ دما،‌ چینش قائم سرعت‌ باد مداری و در نتیجه سرعت باد در ترازهای‌ بالا نیز کاهش‌ می‌یابد. به‌ دنبال کاهش‌ سرعت‌ باد مداری‌، امواج راسبی‌ بزرگ‌مقیاس با سرعت‌ کمتر از غرب به‌ شرق حرکت‌ می‌کنند و در پی‌ آن دامنه‌ این امواج افزایش‌ می‌یابد. هدف پژوهش حاضر بررسی تاثیر گرمایش سریع شمالگان در منطقه غرب آسیا واقع در 60-30 درجه شمالی و 75-20 درجه شرقی است. در این پژوهش دوره‌های پیش و پس ازگرمایش سریع شمالگان به ترتیب 1991-1965 و 2021-1995 درنظر گرفته شده است. محل تشکیل بیشینه دامنه امواج تراز میانی جو در فصل زمستان در دوره پس از گرمایش سریع شمالگان نسبت به دوره پیش از گرمایش سریع شمالگان، افزایشِ ارتفاع داشته است. همچنین گسترش عرض‌جغرافیایی بیشینه دامنه امواج راسبی در دوره پس از گرمایش سریع شمالگان کاهش یافته است. از تغییرات در محلِ تشکیل و پهنای گسترش امواج راسبی می‌توان نتیجه گرفت که علاوه بر تغییر محل فعالیت موج، سرعت انتشار شرق‌سوی امواج در این فصل بیشتر شده است. در فصل تابستان، در دوره مورد مطالعه تندی جت جنب‌حارّه بویژه در بخش‌های غربی تضعیف شده و موقعیت آن به سمت استوا جابجا شده است. شاخص گردش نصف‌النّهاری در دوره پس از گرمایش سریع شمالگان در اغلب بخش‌های غرب آسیا مقادیر معنادار مثبت و منفی دارد که به معنی نصف‌النّهاری شدن امواج تراز میانی جو است. حرکت کند‌ترِ الگوهای جوّی و افزایش احتمال وقوع رویدادهای فرین در تابستان در دوره پس از گرمایش سریع شمالگان قابل انتظار است. در فصل پاییز در دوره پس از گرمایش سریع شمالگان، موقعیت جت جنب‌حارّه، استواسو شده و شدّت آن، به ویژه در بخش شرقی منطقه غرب آسیا بیشتر شده است. تشدید جریان‌جتی در این بخش باعث تضعیف امواج سیّا‌ره‌ای شبه‌ساکن می‌شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

The impact of rapid Arctic warming on weather patterns in West Asia

نویسندگان [English]

  • Azam Sanei 1
  • Omid Alizadeh 2
  • Farhang Ahmadi-Givi 2
  • Parviz Iran Nejad 2
1 Ph.D. Student, Space Physics Department, Institute of Geophysics, University of Tehran, Tehran, Iran, Tehran, Iran
2 Associate Professor, Space Physics Department, Institute of Geophysics, University of Tehran, Tehran, Iran
چکیده [English]

The near-surface temperature in the Arctic has increased about four times greater than the global average temperature in recent decades, the feature called rapid Arctic warming or Arctic amplification. Different dynamical pathways have been hypothesized through which Arctic amplification may influence the midlatitude weather. There is also some evidence that extreme weather in midlatitudes of the Northern Hemisphere is linked to rapid Arctic warming.

We analyzed the ERA5 data for the period 1965–2021 to investigate the impact of rapid Arctic warming on weather patterns in West Asia. We defined pre-Arctic and post-Arctic amplification periods as 1965–1991 and 1995–2021, respectively. We analyzed wind speeds between 400 and 100 hPa to investigate the response of the upper-tropospheric jet stream in West Asia to rapid Arctic warming. We defined the meridional extent of an isopleth of the geopotential height at 500 hPa (Z500) as the difference between the maximum and minimum latitudes reached by a single Z500 isopleth each day. By averaging these daily values in different seasons during the pre-Arctic and post-Arctic amplification periods, we obtained seasonal averages of the meridional wave extent in these two time periods.

In winter, the altitude of the maximum geopotential height in the middle troposphere has increased in the post-Arctic amplification period. Moreover, the latitudinal extension of the maximum amplitude of Rossby waves has decreased. These two changes imply that the speed of the eastward propagation of Rossby waves has intensified in the post-Arctic amplification period.

In summer, the subtropical jet stream has wakened and shifted toward the equator in the post-Arctic amplification period. Due to the weakening of the meridional temperature gradient, both the subtropical and subpolar jet streams become weaker and shift poleward in summer. The poleward shift of the subtropical jet stream has also occurred in the post-Arctic amplification period, while the jet has weakened compared to the pre-Arctic amplification period. The analysis of the meridional circulation index (MCI) shows significant positive and negative values in most parts of West Asia in the post-Arctic amplification period, implying that Rossby waves have become wavier and their speed has decreased, associated with which is a higher possibility for the occurrence of extreme weather events in summer.

In autumn, in the post-Arctic amplification period, the jet stream has intensified in the eastern parts of West Asia compared to the climatology and the pre-Arctic amplification period. Between 50 and 75 ºE, the subtropical jet stream in West Asia has shifted toward the equator in the post-Arctic amplification period. As the subtropical jet stream separates the warmer tropical air from the colder air of higher latitudes, its equatorward shift in the post-Arctic amplification period implies the development of negative temperature anomalies in most parts of West Asia.

کلیدواژه‌ها [English]

  • rapid Arctic warming
  • West
  • Asia
  • geopotential height
  • jet stream
  • Rossby wave