پیوندهای مفید
اخبار و اعلانات
آمار
| تعداد نشریات | 127 |
| تعداد شمارهها | 7,157 |
| تعداد مقالات | 76,944 |
| تعداد مشاهده مقاله | 155,087,303 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 117,030,842 |
بررسی شکست موج راسبی در مسیرهای توفان نیمکره شمالی در دوره 1958-2023 برمبنای توزیع دمای پتانسیلی روی سطوح هممقدار تاوایی پتانسیلی | ||
| فیزیک زمین و فضا | ||
| مقاله 9، دوره 52، شماره 1، خرداد 1405، صفحه 139-159 اصل مقاله (2.35 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22059/jesphys.2025.402301.1007723 | ||
| نویسندگان | ||
| فاطمه زهرا متولی طاهر؛ محمد میرزایی* ؛ علیرضا محب الحجه؛ فرهنگ احمدی گیوی | ||
| گروه فیزیک فضا، مؤسسه ژئوفیزیک، دانشگاه تهران، تهران، ایران. | ||
| چکیده | ||
| پژوهش حاضر اختصاص به ارزیابی توزیع شکست موج راسبی بر اساس روش معرفیشده توسط پلی وهاسکینز (PH) و شاخص همبسته با آن ( ) در مسیرهای توفان نیمکره شمالی برای فصل زمستان در دوره بلندمدت 2023-1958 با استفاده از دادههای JRA-55 دارد. برای این کار، ابتدا توزیع ، جهت شکست ( )، شدت شکست (RI)، تاوایی پتانسیلی (PV) بر روی تراز همدمای پتانسیلی 330 کلوین، بر روی سطح هممقدار PV (دارای دو واحد PV) با وضعیت همدیدی در سه مورد مطالعاتی مقایسه شد. سپس، توزیع اقلیمشناختیِ انواع شکست موج ، ، و RI برای فصل زمستان مطالعه و تحلیل شد. ارزیابی کارکرد روش PH نشان میدهد که هر چه مقدار بیشتر باشد، هم واژگونی پربندهای و هم گرادیان ارتفاع ژئوپتانسیلی در تراز 500 هکتوپاسکال بیشتر است. توزیع اقلیمشناختیِ نتایج نیز نشاندهنده چیرگی رخدادهای واچرخندی در شرق اقیانوس اطلس، اروپا، نیمه غربی آسیا، شرق اقیانوس آرام و نیمه غربی قاره آمریکا است. بهعلاوه، فراوانی رخداد شکست واچرخندی با غلبه نفوذ تودههوای گرم ABW در این مناطق، از شکست متناظر با غلبه تودههوای سرد بیشتر است. بیشترین فراوانی رخداد شکست چرخندی با غلبه نفوذ تودههوای گرم (CBW) در شرق اقیانوس آرام و غرب آسیا، و بیشینه فراوانی رخداد شکست چرخندی با غلبه نفوذ تودههوای سرد (CBC) در غرب اقیانوس اطلس و غرب اقیانوس آرام دیده میشود. فراوانی رخداد CBW در شرق آسیا و CBC در غرب اقیانوسهای اطلس و آرام از دیگر مناطق بیشتر است. فراوانی رخداد شکست موج قوی در همه طولهای جغرافیایی اندکی بیشتر از شکست موج ضعیف است. | ||
| کلیدواژهها | ||
| شکست موج راسبی؛ شکست موج چرخندی؛ شکست موج واچرخندی؛ شاخص شکست موج؛ تاوایی پتانسیلی | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Investigating Rossby wave breaking in the Northern Hemisphere storm tracks during the period 1958–2023 using the distribution of potential temperature on the isosurfaces of potential vorticity | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Fatemeh Zahra Motevalli-Taher؛ Mohammad Mirzaei؛ Alir Rza Mohebalhojeh؛ Farhang Ahmadi-Givi | ||
| Department of Space Physics, Institute of Geophysics, University of Tehran, Tehran, Iran. | ||
| چکیده [English] | ||
| On isentropic surfaces, Rossby Wave Breaking (RWB) is characterized by the rapid and irreversible deformation of potential vorticity (PV) contours. Rossby waves are generated by the meridional PV gradient of the background flow and can be identified by their PV anomaly relative to that background flow. The present study is devoted to evaluating the distribution of RWB based on the method introduced by Pelly and Hoskins (2003; PH), known as the PV-θ method, and its associated index (BI), across the Northern Hemisphere storm tracks during the boreal wintertime over 65-year period from 1958 to 2023, using the JRA-55 reanalysis data with a horizontal resolution of at 00 UTC. Two quantities, the Direction of Breaking (DB) and the Intensity of Breaking (RI), were employed to identify four distinct types of Anticyclonic and Cyclonic Rossby wave breaking: Anticyclonic breaking with warm air intrusion (ABW), Anticyclonic breaking with cold air intrusion (ABC), Cyclonic breaking with warm air intrusion (CBW), and Cyclonic breaking with cold air intrusion (CBC). First, to evaluate the application of the PH method in identifying the occurrence of various wave breaking types, the distribution of BI, DB, and RI, were compared with the distribution of Potential Vorticity (PV) on the 330-K isentropic surface and potential temperature ( ) on the PV isosurface with 2 PVU value, alongside geopotential height at the 500 hPa level and wind speed at the 200 hPa level, for three case studies. The first case study corresponds to March 8, 1959, the second to January 6, 2008, and the third to January 27, 2018. In the next step, the climatological distributions of various types of wave breaking using the above quantities (BI, DB, and RI) for the winter season were examined and analyzed during the study period. Finally, wave breaking was examined in terms of its intensity and categorized into strong, moderate, and weak classes. The evaluation of the PH method performance indicates that the higher the RI value, the more overturning of contours, and a stronger geopotential height gradient at the 500 hPa level. The climatological distribution of the results demonstrates the predominance of anticyclonic wave breaking events over the eastern Atlantic Ocean, Europe, western Asia, the eastern Pacific Ocean, and western North America. The frequency of ABW is higher than ABC in these regions. The highest frequency of CBW is observed over the eastern Pacific Ocean and western Asia, while the maximum frequency of cyclonic wave breaking events dominated by CBC is found over the western Atlantic Ocean and the western Pacific Ocean. The frequency of CBW event is higher in East Asia than in other regions, while CBC events are more frequent in the western Atlantic and Pacific Oceans. Furthermore, the frequency of strong wave breaking is higher than that of weak wave breaking across all longitudes, though marginally. | ||
| کلیدواژهها [English] | ||
| Rossby wave brecking, cyclonic wave breaking, anticyclonic wave breaking, wave brecking index. potential vorticity | ||
| مراجع | ||
|
خدادی، م. م.؛ آزادی، م.؛ مرادی، م. و رنجبر سعادتآبادی، ع. (1399). مقایسه شکست امواج راسبی روی اروپا و غرب آسیا از دیدگاه فعالیت موج، مجله ژئوفیزیک ایران، 2، 83-101.
خانسالاری، س.؛ محبالحجه، ع. ر. و احمدیگیوی، ف. (1397). عوامل دینامیکی موثر بر بارش سنگین برف در تهران: مطالعه موردی، مجله ژئوفیزیک ایران، 1، 179-198.
Azarm, K., Mohebalhojeh, A. R., & Mirzaei, M. (2023). The changes in dynamical tropopause associated with the Euro-Atlantic and West-Asia atmospheric blocking. Dynamics of Atmospheres and Oceans, 102, 101361. Berrisford, P., Hoskins, B. J., & Tyrlis, E. (2007). Blocking and Rossby wave breaking on the dynamical tropopause in the Southern Hemisphere. Journal of the Atmospheric Sciences, 64(8), 2881-2898. de Vries, A. J. (2021). A global climatological perspective on the importance of Rossby wave breaking and intense moisture transport for extreme precipitation events. Weather and Climate Dynamics, 2(1), 129–161. de Vries, A. J., Armon, M., Klingmüller, K., Portmann, R., Röthlisberger, M., & Domeisen, D. I. V. (2024). Breaking Rossby waves drive extreme precipitation in the world’s arid regions. Communications Earth and Environment, 5(1), 493. Esler, J. G., & Haynes, P. H. (1999). Baroclinic wave breaking and the internal variability of the tropospheric circulation. Journal of the Atmospheric Sciences, 56(23), 4014–4031. Gharib, A., Mirzaei, M., Ahmadi-Givi, F., & Mohebalhojeh, A. R. (2024). Analysis of the mesoscale structure of moist potential vorticity during an extreme event of snowstorm in Tehran. Dynamics of Atmospheres and Oceans, 107, 101479. Givon, Y., Keller Jr., D., Silverman, V., Pennel, R., Drobinski, P., & Raveh-Rubin, S. (2021). Large-Scale Drivers of the Mistral Wind: Link to Rossby Wave Life Cycles and Seasonal Variability. Weather and Climate Dynamics, 2(3), 609–630. Hoskins, B. J., McIntyre, M. E., & Robertson, A. W. (1985). On the use and significance of isentropic potential vorticity maps. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 111(470), 877–946. Jing, P., & Banerjee, S. (2018). Rossby wave breaking and isentropic stratosphere–troposphere exchange during 1981–2015 in the Northern Hemisphere. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 123(17), 9011–9025. LaChat, G., Bowley, K. A., & Gervais, M. (2024). Diagnosing flavors of tropospheric Rossby wave breaking and their associated dynamical and sensible weather features. Monthly Weather Review, 152(2), 513-530. Martius, O., Schwierz, C., & Davies, H. C. (2007). Breaking waves at the tropopause in the wintertime Northern Hemisphere: Climatological analyses of the orientation and the theoretical LC1/2 classification. Journal of the Atmospheric Sciences, 64(7), 2576–2592. Masato, G., Hoskins, B. J., & Woollings, T. (2013). Wave-Breaking Characteristics of Northern Hemisphere Winter Blocking: A Two-Dimensional Approach. Journal of Climate, 26(13), 4535–4549. Masato, G., Hoskins, B. J., & Woollings, T. (2012). Wave-breaking characteristics of midlatitude blocking. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 138(666), 1285–1296. Pelly, J. L., & Hoskins, B. J. (2003). A new perspective on blocking. Journal of the Atmospheric Sciences, 60(5), 743–755. Peters, D., & Waugh, D. W. (1996). Influence of barotropic shear on the poleward advection of upper-tropospheric air. Journal of Atmospheric Sciences, 53(21), 3013–3031. Pinault, J. L. (2022). A review of the role of the oceanic Rossby waves in climate variability. Journal of Marine Science and Engineering, 10(4), 493. Schönenberger, V. P. (2021). Quantifying the effect of recurrent Rossby wave patterns on extremely hot summers in present-day and end-of-the-century climate. Master's thesis, ETH Zurich. Shi, N., & Nakamura, H. (2021). A new detection scheme of wave-breaking events with blocking flow configurations. Journal of Climate, 34(4), 1467–1483. Tahvonen, S. L., & Räisänen, D. J. (2024). Impact of warming sea surface temperature on anticyclonic Rossby wave breaking during Northern Hemisphere winter and summer (Doctoral dissertation, Master’s thesis, University of Helsinki, http://hdl. handle. net/10138/589282, 49 pp). Takemura, K., Mukougawa, H., & Maeda, S. (2020). Large-scale atmospheric circulation related to frequent Rossby wave breaking near Japan in boreal summer. Journal of Climate, 33(15), 6731-6744. Thorncroft, C. D., Hoskins, B. J., & McIntyre, M. E. (1993). Two paradigms of baroclinic‐wave life‐cycle behaviour. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 119(509), 17–55. Tyrlis, E., & Hoskins, B. J. (2008). Aspects of a Northern Hemisphere atmospheric blocking climatology. Journal of the Atmospheric Sciences, 65(5), 1638–1652. Zhang, G., Murakami, H., Cooke, W.F. et al. (2021). Seasonal predictability of baroclinic wave activity. npj Clim. Atmos. Sci., 4, 50. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 217 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 21 |
||
سامانه مدیریت نشریات علمی. قدرت گرفته از سیناوب