پیوندهای مفید
اخبار و اعلانات
آمار
| تعداد نشریات | 161 |
| تعداد شماره‌ها | 6,514 |
| تعداد مقالات | 70,374 |
| تعداد مشاهده مقاله | 123,855,135 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 97,023,800 |
اقلیم‌شناختی مسیرهای توفان برون‌حاره‌ای نیمکره شمالی و مناطق اصلی ورودی آنها به شمالگان | ||
| فیزیک زمین و فضا | ||
| مقاله 13، دوره 50، شماره 3، مهر 1403، صفحه 773-789 اصل مقاله (2.06 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22059/jesphys.2024.372681.1007593 | ||
| نویسندگان | ||
| سید مرتضی موسوی زاده؛ فرهنگ احمدی گیوی* ؛ امید علیزاده | ||
| گروه فیزیک فضا، مؤسسه ژئوفیزیک، دانشگاه تهران، تهران، ایران. | ||
| چکیده | ||
| در این مقاله، اقلیم‌شناختی مسیرهای توفان برون‌حاره‌ای نیمکره شمالی و ورودی‌های اصلی توفان‌ها به شمالگان و اثرات احتمالی آنها بر کاهش محلی یخ دریای شمالگان در چهار فصل بررسی شده است. شناسایی مسیرهای توفان با به‌کارگیری روش ردیابی بر تاوایی نسبی و مؤلفه نصف‌النهاری مثبت باد در تراز 850 هکتوپاسکال از داده‌های ERA5 برای دوره 1979 تا 2023 انجام شده است. از نظر فصلی، مسیرهای توفان در زمستان قوی‌تر و در تابستان ضعیف‌تر هستند. علاوه‌بر غرب اقیانوس اطلس شمالی و آرام شمالی به‌عنوان مناطق اصلی زایش توفان‌های اقیانوسی، مرکز اقیانوس آرام شمالی به‌عنوان منطقه ثانویه زایش توفان‌های اقیانوسی به‌ویژه در زمستان محسوب می‌شود و بیشتر توفان‌ها در غرب آمریکای شمالی و غرب گرینلند به بیشینه زدایش می‌رسند. برخی از توفان‌های شکل گرفته در شرق فلات تبت، تا ساحل شرقی آسیا و برخی دیگر تا دریای برینگ نفوذ می‌کنند. کشیدگی محسوس مسیر توفان اطلس شمالی از غرب اقیانوس اطلس شمالی به سمت شمالگان از طریق دریای گرینلند و دریای نروژ و وجود مقادیر بزرگ زدایش توفان‌ها در این دو دریا، نشان‌دهنده نفوذ توفان‌رانده هوای گرم و مرطوب از اقیانوس اطلس شمالی به شمالگان است. همچنین چگالی زدایش توفان‌ها در دریای برینگ با ردیابی مؤلفه نصف‌النهاری مثبت باد، افزایش محسوسی می‌یابد که به‌معنای آن است که توفان‌های نفود کرده تا دریای/تنگه برینگ سبب ورود گرما و رطوبت اقیانوس آرام شمالی به شمالگان می‌شوند. این نفوذ توفان‌رانده هوای گرم و مرطوب منجر به کاهش محلی یخ دریا یا کاهش سرعت تولید یخ دریا به‌ویژه در فصل زمستان می‌شود. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| مسیرهای توفان برون‌حاره‌ای؛ روش ردیابی ویژگی؛ مسیر توفان آرام شمالی؛ مسیر توفان اطلس شمالی؛ شمالگان | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Climatology of the Northern Hemisphere extratropical storm tracks and their entrance pathways into the Arctic | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Seyed Morteza Mousavizadeh؛ Farhang Ahmadi-Givi؛ Omid Alizadeh | ||
| Department of Space Physics, Institute of Geophysics, University of Tehran, Tehran, Iran. | ||
| چکیده [English] | ||
| The aim of this research is to analyze the climatology of the Northern Hemisphere extratropical storm tracks in different seasons using the ERA5 data for the period 1979-2023. To do this, we applied the Lagrangian feature tracking method on the relative vorticity and the positive meridional wind at 850 hPa to identify storm tracks. A positive meridional wind extrema indicates the poleward advection of warm air in the east of a cyclone center, while a negative value points to an equatorward advection of cold air in the west of a cyclone center. Therefore, tracking the positive meridional wind extrema can be applied to identify the storm-driven intrusion of warm air into the Arctic, which can accelerate the Arctic sea-ice melting. It should be noted that in identification and analysis of storm tracks based on the feature tracking method, it is important to choose an appropriate meteorological field. For instance, if we apply mean sea level pressure (MSLP) to track storm tracks, the western parts of the Mediterranean storm track can be detected, while it is not possible to detect the eastern parts. Also, tracking the positive meridional wind extrema is more useful, compared to tracking the relative vertical vorticity at 850 hPa pressure level and MSLP fields, to investigate the impact of extratropical storm tracks on the Arctic sea ice, because this field is associated with the poleward advection of warm air. In this study, in addition to the track density and mean intensity of storms, we investigated the genesis and lysis densities. Also, we discussed the main entrance pathways of extratropical storms into the Arctic. Our results show that storm tracks are the strongest in winter and the weakest in summer. The west of the North Atlantic and North Pacific oceans are active oceanic basins for the genesis of storms. The center of the North Pacific is also a secondary genesis region for oceanic storms, particularly in winter. There is a maximum of the genesis density in the east of the Rocky Mountains, and also in the Tibetan Plateau. In the former case, most storms reach a lysis maxima on the east coast of North America and west of Greenland. In the latter case, some storms reach a lysis maxima on the east coast of Asia and some of them enter the North Pacific and penetrate into the Bering Sea. In some regions, storm tracks are connected with each other. For example, the Atlantic storm track can feed the storm track in North Russia, while the storm track in North Russia can feed the Northeast Asian storm track. We identified noticeable stretching of the Atlantic storm track from the west of the North Atlantic to the Arctic, through the Greenland and Norwegian seas, which indicates the storm-driven intrusion of warm and moist air from the North Atlantic into the Arctic. Tracking the positive meridional wind extrema reveals a significantly higher lysis density in the Bering Sea compared to tracking the vertical relative vorticity extrema. Hence, storms that penetrate as far as the Bering Sea/Strait can bring heat and moisture from the North Pacific into the Arctic. This storm-driven intrusion of warm and moist air can cause a local melting of sea ice in the Arctic or slow down the sea-ice production, especially in winter. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| extratropical storm tracks, feature tracking method, North Pacific storm track, North Atlantic storm track, Arctic | ||
| مراجع | ||
|
حسین‌‌پور، ف.؛ محبالحجه، ع. و احمدی گیوی، ف.، (1391). دینامیک مسیرهای توفان در زمستان 2008-2007 از دیدگاه انرژی. مجله فیزیک زمین و فضا، 38(4)، 175-187.
عالم‌زاده، ش.؛ احمدی گیوی، ف.؛ محبالحجه، ع. و نصراصفهانی، م. (1398). بررسی تغییرات اقلیمی مسیرهای توفان زمستان در اطلس، مدیترانه و جنوب غرب آسیا با مدل MPI-ESM-LR تحت سناریوی RCP8.5 در پروژه CMIP5. مجله ژئوفیزیک ایران، 13(2)، 18-1.
Ahmadi‐Givi, F., Nasr‐Esfahany, M., & Mohebalhojeh, A. R. (2014). Interaction of North Atlantic baroclinic wave packets and the Mediterranean storm track. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 140(680), 754-765. Alizadeh, O., & Lin, Z. (2021). Rapid Arctic warming and its link to the waviness and strength of the westerly jet stream over West Asia. Global and Planetary Change, 199, 103447. Bengtsson, L., Hodges, K. I., & Roeckner, E. (2006). Storm tracks and climate change. Journal of Climate, 19(15), 3518–3543. Bengtsson, L., Hodges, K. I., & Keenlyside, N. (2009). Will Extratropical Storms Intensify in a Warmer Climate? Journal of Climate, 22(9), 2276–2301. Blackmon, M. L. (1976). A climatological spectral study of the 500 mb geopotential height of the Northern Hemisphere. Journal of the Atmospheric Sciences, 33(8), 1607–1623. Catto, J. L., Shaffrey, L. C., & Hodges, K. I. (2011). Northern hemisphere extratropical cyclones in a warming climate in the HIGEM high-resolution climate model. Journal of Climate, 24(20), 5336–5352. Chang, E. K. M., Guo, Y., & Xia, X. (2012). CMIP5 multimodel ensemble projection of storm track change under global warming. Journal of Geophysical Research Atmospheres, 117(D23). Dufour, A., Zolina, O., & Gulev, S. K. (2016). Atmospheric moisture transport to the Arctic: Assessment of reanalyses and analysis of transport components. Journal of Climate, 29(14), 5061–5081. Fearon, M. G., Doyle, J. D., Ryglicki, D. R., Finocchio, P. M., & Sprenger, M. (2021). The role of cyclones in moisture transport into the Arctic. Geophysical Research Letters, 48(4), 1–11. Hodges, K. I. (1994). A general method for tracking analysis and its application to meteorological data. Monthly Weather Review, 122(11), 2573–2586. Hodges, K. I. (1995). Feature tracking on the unit sphere. Monthly Weather Review, 123(12), 3458–3465. Hodges, K. I. (1996). Spherical nonparametric estimators applied to the UGAMP model integration for AMIP. Monthly Weather Review, 124(12), 2914–2932. Hodges, K. I. (1999). Adaptive constraints for feature tracking. Monthly Weather Review, 127(6), 1362–1373. Hoskins, B. J., & Hodges, K. I. (2019). The annual cycle of Northern Hemisphere storm tracks. Part I: Seasons. Journal of Climate, 32(6), 1743–1760. Hoskins, B. J., & Hodges, K. I. (2019). The annual cycle of Northern Hemisphere storm tracks. Part II: Regional detail. Journal of Climate, 32(6), 1761–1775. Hoskins, B. J., & Hodges, K. I. (2005). A new perspective on Southern Hemisphere storm tracks. Journal of Climate, 18(20), 4108–4129. Hoskins, B. J., & Hodges, K. I. (2002). New perspectives on the Northern Hemisphere winter storm tracks. Journal of the Atmospheric Sciences, 59(6), 1041–1061. Liu, C., & Barnes, E. A. (2015). Extreme moisture transport into the Arctic linked to Rossby wave breaking. Journal of Geophysical Research, 120(9), 3774–3788. Rantanen, M., Karpechko, A. Y., Lipponen, A., Nordling, K., Hyvärinen, O., Ruosteenoja, K., Vihma, T., & Laaksonen, A. (2022). The Arctic has warmed nearly four times faster than the globe since 1979. Communications Earth & Environment, 3(1), 168. Shaw, T. A., Baldwin, M., Barnes, E. A., Caballero, R., Garfinkel, C. I., Hwang, Y. T., Li, C., O’Gorman, P. A., Rivière, G., Simpson, I. R., & Voigt, A. (2016). Storm track processes and the opposing influences of climate change. Nature Geoscience, 9(9), 656–664. Simmonds, I. (2000). Size changes over the life of sea level cyclones in the NCEP reanalysis. Monthly Weather Review, 128(12), 4118–4125. Simmonds, I., Burke, C., & Keay, K. (2008). Arctic climate change as manifest in cyclone behavior. Journal of Climate, 21(22), 5777–5796. Simmonds, I., & Keay, K. (2009). Extraordinary September Arctic sea ice reductions and their relationships with storm behavior over 1979-2008. Geophysical Research Letters, 36(19). Sorteberg, A., & Walsh, J. E. (2008). Seasonal cyclone variability at 70°N and its impact on moisture transport into the Arctic. Tellus A: Dynamic Meteorology and Oceanography, 60(3), 570-586. Ulbrich, U., Leckebusch, G. C., & Pinto, J. G. (2009). Extra-tropical cyclones in the present and future climate: A review. Theoretical and Applied Climatology, 96, 117–131. Woods, C., & Caballero, R. (2016). The role of moist intrusions in winter arctic warming and sea ice decline. Journal of Climate, 29(12), 4473–4485. Zappa, G., Shaffrey, L. C., & Hodges, K. I. (2013). The ability of CMIP5 models to simulate North Atlantic extratropical cyclones. Journal of Climate, 26(15), 5379–5396.
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 443 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 312 |
||