Relationship between Sabzevar weather type with atmosphere synoptic systems

Subject Areas : Climatology

Mehdi Asadi ¹ , Tahmine Chehreara Ziabari ² , karim Amininia ³ , sayeh paydari ⁴

1 - Assistant Professor, Department of Geography Education, Farhangian University, Tehran, Iran
2 - Assistant Professor of Meteorology, Department of Geography, Faculty of Social Sciences, Payam Noor University, Qazvin, Iran
3 - Assistant Professor of Climatology, Department of Geography, Faculty of Humanities, Islamic Azad University, Ahar, Iran
4 - PhD student in Meteorology, Faculty of Geographical Sciences, Kharazmi University, Tehran, Iran

Received: 2024-10-19 Accepted : 2024-12-02 Published : 2024-12-21

Keywords: Clustering analysis, Circulation pattern, Weather type, Synoptic pattern.,

Abstract :

The current research aims to identify and analyze the types of air synoptic systems in Sabzevar. Two databases played a crucial role in this research. The first database consists of daily values of 11 variables, including wet and dry temperature, average daily temperature, wind speed, and direction, maximum and minimum daily temperature, relative humidity, rainfall (mm), sunshine, and pressure at 12 UTC stations. This data covers the period from 1/1/1977 to 30/11/2023, spanning 47 years. The second database provides data with a spatial resolution of 2.5 × 2.5-grade levels in heights (HGT), temperature (Air), specific humidity (Shum), sea level pressure (SLP), zonal wind (U), and meridional wind (V). These datasets were obtained from the National Center for Environmental Prediction and the National Center for Atmospheric Research (NCEP / NCAR). The analysis was conducted using the GrADS software to generate synoptic maps. In Sabzevar, an in-depth cluster analysis revealed the presence of four distinct types of air synoptic systems, providing crucial insights into the area's atmospheric dynamics. Each type exhibits unique characteristics during specific periods. The most common types are hot and dry, with precipitation and wind, while the least frequent types are wet and rainy. The atmosphere circulation patterns at the mid-level are influenced by the dynamic pressure from the Azores and barrier systems formed in Eastern Europe. The Siberian high-pressure and low-pressure systems contribute to the Earth's surface heating in central and southern Iran, as well as the Middle East.

References:

1. باعقیده، محمد، انتظاری، علیرضا و علیمردانی، فاطمه (1391): تحلیل سینوپتیکی بارش¬های حوضه¬های اترک و گرگان رود (39 بارش فراگیر)، جغرافیا و توسعه، سال دهم، شماره بیست و ششم، صص 113-124.
2. فرشادفر، عزت¬الله (1389): اصول و روش¬های آماری چند متغیره، دانشگاه رازی (کرمانشاه)، طاق بستان، جلد اول، چاپ سوم، کرمانشاه، 754 صفحه.
3. فلاح قالهری، غلامعباس. 1390. اصول و مبانی هواشناسی، انتشارات پژوهشکده اقلیم‌شناسی. جلد اول، چاپ اول، مشهد، ایران.
4. علیجانی، بهلول (1393): اقلیم¬شناسی سینوپتیک. سمت، جلد اول، چاپ هشتم، سمت، تهران، ایران.
5. حجازی¬زاده، زهرا (1372): بررسی نوسانات فشار زیاد جنب حاره در تغییر فصل ایران، قائمی، هوشنگ، رساله دکتری. دانشگاه تربیت مدرس تهران.
6. مارتين، جاناتان (1388): ديناميك جو در عرض ميانه، ترجمه: سيد ابوالفضل مسعوديان، انتشارات دانشگاه اصفهان و سمت. تهران، ایران.
7. مسعودیان، ابوالفضل و محمدی، بختیار (1386): شناسایی تیپ‌های همدید هوای ایستگاه سنندج (طی سال‌های ۷۳-۱۳۴۳)، مجله جغرافیا و توسعه ناحیه‌ای، سال پنجم، شماره نهم، صص 1-23.
8. مسعودیان، ابوالفضل، عساکره، حسین، محمدی، بختیار و حلبیان، امیرحسین (1391): نمایش و پردازش داده‌های جوی. انتشارات دانشگاه اصفهان. اصفهان، ایران.
9. کفایت مطلق، امیدرضا، خسروی، محمود، مسعودیان، سید ابوالفضل (1398): تحلیل میانگین درازمدت تابش بلند زمینی ایران با داده¬های سنجش از دور. فصلنامه علمی- پژوهشی اطلاعات جغرافیایی « سپهر»، سال بیست و هشتم، شماره صدونهمف صص 199-209.
10. چهره آرا، تهمینه، شیخ الملوکی، یوسف، و حاجیوند پایداری، سمیه (1403): تحلیل الگوهای همدیدی و نقش گردش منطقه‌ای جو در تولید گردوغبار محلی و منطقه‌ای بر روی استان قزوین. پژوهش های اقلیم شناسی. پذیرش آنلاین.
11. امینی نیا، کریم و محمودی، علی (1398): شناسایی و تحلیل همدیدی تیپ های هوای شهر اهر، جغرافیا و برنامه ریزی، سال بیست و سوم، شماره شصت و هشتم، صص 23-45.
12. Ailliot, P., Allard, D., Monbet, V., & Naveau, P. (2015). Stochastic weather generators: an overview of weather type models. Journal de la société française de statistique, 156(1), 101-113.
13. Başar Görgün, U. G., & Menteş, Ş. S. (2024). Analyzing Wintertime Extreme Winds over Türkiye and Their Relationships with Synoptic Patterns Using Cluster Analysis. Atmosphere, 15(2), 196.
14. Bernardi, A., Camuffo, D., Del Turco, A., Gaidano, D., & Lavagnini, I. (1987). Pollution episodes at Venice related to weather types: an analysis for a better predictability. Science of the total environment, 63, 259-270.
15. Gao, M., Yang, Y., Shi, H., & Gao, Z. (2019). SOM-based synoptic analysis of atmospheric circulation patterns and temperature anomalies in China. Atmospheric Research, 220, 46-56.
16. Huth, R., Beck, C., & Kučerová, M. (2016). Synoptic-climatological evaluation of the classifications of atmospheric circulation patterns over Europe.
17. Ibebuchi, C. C., & Lee, C. C. (2024). Circulation pattern controls of summer temperature anomalies in Southern Africa. Advances in Atmospheric Sciences, 41(2), 341-354.
18. Jacobs, W. C. (1947). Wartime developments in applied climatology. In Wartime Developments in Applied Climatology (pp. 1-52). Boston, MA: American Meteorological Society.
19. Kalkstein, L. S., Tan, G., & Skindlov, J. A. (1987). An evaluation of three clustering procedures for use in synoptic climatological classification. Journal of Applied Meteorology and Climatology, 26(6), 717-730.
20. Krichak, S. O., Tsidulko, M., & Alpert, P. (2000). Monthly synoptic patterns associated with wet/dry conditions in the eastern Mediterranean. Theoretical and Applied Climatology, 65, 215-229.
21. Littmann, T. (2000). An empirical classification of weather types in the Mediterranean Basin and their interrelation with rainfall. Theoretical and Applied Climatology, 66, 161-171.
22. Lund, I. A. (1963). Map-pattern classification by statistical methods. Journal of Applied Meteorology (1962-1982), 56-65.
23. Michailidou, C., Maheras, P., Arseni-Papadimititriou, A., Kolyva-Machera, F., & Anagnostopoulou, C. (2009). A study of weather types at Athens and Thessaloniki and their relationship to circulation types for the cold-wet period, part I: two-step cluster analysis. Theoretical and applied climatology, 97, 163-177.
24. Sheridan, S. C. (2002). The redevelopment of a weather‐type classification scheme for North America. International Journal of Climatology: A Journal of the Royal Meteorological Society, 22(1), 51-68.
25. Sheridan, S. C. (2003). North American weather‐type frequency and teleconnection indices. International Journal of Climatology: A Journal of the Royal Meteorological Society, 23(1), 27-45.