|
آنومالی میدان باد و کم فشارهای قطبی در جنوبگان
|
حسین فرجامی    ، مهدی اسماعیلی |
| وزارت علوم، تحقیقات و فناوری ، hfarjami@gmail.com |
|
|
چکیده: (2393 مشاهده) |
پیشینه و اهداف:جنوبگان، پنجمین قاره روی کره زمین، سرزمین پهناوری در نزدیکی قطب جنوب است که مانند قلبی تپنده در آهنگ زندگی کره زمین در جهت شکل‌گیری و کنترل سیستم‌های جوی-اقیانوسی و تعادل گرمایی آن نقش آفرینی می‌کند. همچنین این قاره از جنبه‌های گوناگون علمی، سیاسی و اقتصادی اهمیت ویژه‌ای دارد که روز به روز بیشتر مورد توجه کشورهای مختلف قرار می‌گیرد. پدیده‌های حدی جوی و اقیانوسی این منطقه تاثیر زیادی در کنترل آب و هوایی کره زمین دارند. یکی از این پدیده‌های قابل توجه، چرخندهای میان مقیاس قطبی است. این چرخندها در شرایط ویژه‌ای تبدیل به کم‌فشارهای قطبی می‌گردند که شرایط مدل‌سازی و پیش‌بینی را سخت‌تر می‌کنند. در این تحقیق با استفاده از داده‌های ماهواره‌ای اسکترومتری و داده‌های پس‌پردازش شده ضمن بررسی آنومالی باد در بازه زمانی 2000-2020، مناطق مستعد شکل‌گیری چرخندهای میان مقیاس مورد بررسی قرار گرفت و معیارهای شکل‌گیری کم فشارهای قطبی ارائه گردید.
روش ها : منطقه جنوبگان نقش ویژه‌ای در کنترل دمایی و تعیین اقلیم کره زمین دارد. به دلیل شرایط جغرافیایی جنوبگان، کم فشارهای مختلفی در این منطقه شکل می‌گیرند و نه تنها بر اقلیم آن منطقه تاثیر می‌گذارند بلکه در اقلیم کره زمین نقش‌آفرینی می‌کنند. چرخندهای میان مقیاس با قطر کمتر از 2000 کیلومتر و سرعت باد سطحی بالاتر از 14 متر برثانیه حاصل از جبهه‌های اصلی در قطب‌ها به عنوان کم‌فشارهای قطبی دسته‌بندی می‌گردند. برای بررسی این موضوع از داده‌های باد سطحی مرکز ملی تحقیقات جو NCEP/NCAR با دقت مکانی 25/0 استفاده گردید. سپس با استفاده از روش آماری چند متغیره توابع متعامد تجربی، آنومالی باد سطحی منطقه مورد مطالعه استخراج شد. در ادامه، ضمن مطالعه روش‌های مختلف شناسایی کم‌فشارهای قطبی، با استفاده از باد سطحی اسکترومتری ماهواره‌ای، دمای سطحی، دمای 500 هکتوپاسگال و عمر پایداری کم فشار حاصل مجموعه داده‌های پس‌پردازش ERA5، چرخندهای میان مقیاس و کم فشارهای منطقه مورد مطالعه، بررسی شد. برای مسیریابی کم‌فشار قطبی از الگوریتم چرخندیابی و ردیابی تمام ویژگی‌های چرخندهای میان مقیاس استفاده شد.
یافته ها:ررسی آنومالی بادسطحی با استفاده از توابع متعامد تجربی نشان می‌دهد، مولفه اول آن بیانگر حدود 51% از کل واریانس باد سطحی است. این مولفه الگوی آنومالی قوی‌تری را در فصول زمستان نسبت به تابستان دارد (نتایج در این مقاله آورده نشده است) و این مولفه نشاندهنده الگوی باد غالب منطقه است و واریانس شدید در سمت غرب جنوبگان مشاهده می‌شود. همچنین این مولفه نشان می‌دهد در بخش خشکی منطقه آنومالی باد بیشتر از بخش اقیانوسی است این می‌تواند به دلیل ساختار حوضه جنوبگان اتفاق بیافتد. بر این اساس در بخش اقیانوسی منطقه مورد مطالعه، بر روی دریای آموندسن که در امتداد اقیانوس آرام جنوبی در غرب جنوبگان قرار دارد، آنومالی باد بیشتر از مناطق دیگر اقیانوسی جنوبگان برآورد می‌شود. این الگو می‌تواند ناشی از جریانات آب گرم و سرد منطقه باشد که نیاز به مطالعه و بررسی جدی دارد. مولفه دوم آنومالی باد سطحی حدود 20% از واریانس کل را به خود اختصاص داده است. بیشترین مقدار آن را بر روی دریای ودل نشان می‌دهد در این منطقه پیچه ودل غالب است و می‌تواند ناشی از اندرکنش جو-اقیانوس و سیستم های جوی حاکم بر روی منطقه باشد. مولفه‌های سوم و چهارم آنومالی هر کدام حدود 10% از کل واریانس باد سطحی را نشان می‌دهند. مولفه سوم بیشترین آنومالی در دریای راس و لایه یخی راس غالب است و مولفه چهارم علاوه بر دریای راس و لایه یخی راس در دریای ودل نیز بیشترین تغییرات را نشان می‌دهد. بر این اساس دو پیچه راس و ودل نقش بسزایی در تعیین الگوی باد جنوبگان بازی می‌کنند. با توجه به معیارهای ارائه شده برای شناسایی چرخندهای میان مقیاس، کم‌فشارهای قطبی با استفاده از داده‌های اسکترومتری ماهواره ای و بازتحلیل قابل شناسایی و بررسی است.
نتیجه گیری: پدیده‌های حدی در عرض‌های بالا و نزدیک قطب شمال و جنوب کره زمین با شدت بیشتری باعث اندرکنش جو-اقیانوس می‌شوند. سرعت بالای بادسطحی در این مناطق باعث شکل‌گیری امواج خیلی بلند در سطح اقیانوسهای این مناطق می‌گردد. در بین این پدیده‌ها یک سری پدیده‌های کمتر شناخته شده‌ای مانند کم فشارهای قطبی وجود دارد که اطلاعات کمی از آنها در دسترس است. به طوری که در خیلی از موارد در داده‌های پس‌پردازش شده در نظر گرفته نشده است. بنابراین لازم است ضمن استخراج و دسته‌بندی این کم‌فشارها عملکرد مدل‌های دینامیکی جوی و اقیانوسی را ارتقا داد
|
|
| واژه‌های کلیدی: آنومالی باد، الگوریتم تشخیص، کم فشار قطبی، جنوبگان |
|
|
متن کامل [PDF 2404 kb]
(877 دریافت)
|
نوع مطالعه: پژوهشي |
موضوع مقاله:
اقیانوس شناسی فیزیکی (فیزیک دریا)
دریافت: 1401/6/19 | ویرایش نهایی: 1401/12/23 | پذیرش: 1401/8/28 | انتشار الکترونیک: 1401/12/23
|
|
|
|
|
|
.jpg)
