Investigating The Synoptic Patterns Effective in Drought and Wet Years in Central Iran

Subject Areas : Climatology

Mehran Fatemi ¹ , Kamal Omidvar ² , Mahdi Narangifard ³ , Khodakaram Hatami Bahman Beiglou ⁴

1 - دانشجوی دکترا جغرافیا طبیعی آب و هواشناسی، دانشگاه یزد، ایران
2 - استاد گروه جغرافیا طبیعی آب و هواشناسی، دانشگاه یزد، ایران
3 - Ph. D Student of Climatology in Yazd University, Yazd, Iran
4 - Ph. D Student of Climatology, Isfahan University, Isfahan, Iran

Received: 2015-07-31 Accepted : 2015-11-09 Published : 2015-12-21

Keywords: Cluster analysis, Principle component analysis, drought, Wet period, Central Iran,

Abstract :

The main objective of this study is to understand atmospheric circulation patterns, responsible for the development of drought and wet periods. For this purpose, droughts and wet periods during the 30-year period were identified in the six synoptic stations in central Iran. The base component analysis using varimax method of data correlation matrix and during the five hPa geopotential height and sea level pressure was to identify the basic elements of the atmospheric circulation. Then, using cluster analysis method on these components are bonded into circulation patterns were identified drought and wet. The main component of the study showed that more than 42% of the variance drought geopotential height at 500 hPa data by expanding the width of the lower polar low is that high elevation areas such as southern Siberia high elevation and high elevation or pressure tab on the research area is the cold air, air filter and associated cloudiness and creates stability, low rainfall and the occurrence of drought. The principal component analysis showed that the wet period of the first component Maximum percent rise a major role in the circulation patterns that indicate negative step-polar and Siberian high pressure that has two separate bovine eye model and the remaining components are due to negative steps and positive cells indicative of atmospheric instability coming from the Mediterranean and the Black Sea and the Red Sea to penetrate into the area, causing the event to be wet

References:

1- ابراهیمی خوسفی، محسن، درویش­زاده، روشنک، متکان، علی اکبر و داوود عاشورلو (1389): بررسی خشکسالی در مناطق خشک مرکزی ایران با استفاده از تصاویر ماهواره­ای با تکیه بر شاخص‌های گیاهی (مطالعه موردی: شیرکوه یزد)، علوم محیطی، سال هفتم، شماره 4، صص 72-59.

2- احمدی، محمود، نصرتی، کاظم، سلکی، هیوا (1392): خشکسالی و ارتباط آن با رطوبت خاک (مطالعه موردی: کبوتر آباد اصفهان)، جغرافیا (فصل­نامه علمی  پژوهشی انجمن جغرافیای ایران)، دوره 11، شماره 38، صص 77-91.

3- بابایی فینی، ام السلمه، فتاحی، ابراهیم (1393): طبقه بندی الگوهای سینوپتیکی بارش زا در سواحل دریای خزر، پژوهش­های جغرافیای طبیعی، سال 46، شماره 1، صص 19-42.

4- حلبیان، امیرحسین، حسینعلی پورجزی، فرشته (1391): شناسایی شرایط همدید بارش­های حدی و فراگیر در کرانه­های غربی خزر با تأکید بر الگوهای ضخامت جو، جغرافیا و پایداری محیط، سال دوم، شماره 3، صص 101-122.

5- علیجانی، بهلول، جعفرپور، زین­العابدین، علی­اکبری بیدختی، عباس، مفیدی، عباس (1386): تحلیل سینوپتیکی الگوهای گردشی بارش­های موسمی جولای 1994 در ایران، نشریه علوم جغرافیایی، سال 7، شماره 10، صص 7-38.

6- علیجانی، بهلول، خسروی، محمود، اسمعیل نژاد، مرتضی (1389): تحلیل همدیدی بارش سنگین ششم ژانویه 2008 در   جنوب­شرق ایران، پژوهش­های اقلیم شناسی، سال اول، شماره 3 و 4، صص 1-12.

7- فتاحی، ابراهیم و محمد باقر بهیار (1390): بررسی الگوهای سینوپتیکی خشکسالی­های فراگیر در استان چهارمحال و بختیاری، تحقیقات جغرافیایی، سال 26، شماره 101، صص 79-100.

8- مسعودیان، سید ابوالفضل(1385): زیج سی ساله الگوهای گردشی تراز میانی جو ایران، مجله جغرافیا و توسعه ناحیه­ای، شماره  پنجم، 21-1.

9- Buntgen, U., Trouet, V., Frank, D., Leuschnr, H. H., Fried Richs, D., Luterbacher, J., & Esper, J. (2010): Tree-Ring Indicators of German Summer Drought Over The Last Millennium. Quaternary Science Reviews, 29(7), 1005-1016.

10- Corte-Real, J., Qian, B., & Xu, H. (1998): Regional Climate Change in Portugal: Precipitation Variability Associated With Large-Scale Atmospheric Circulation. International Journal of Climatology, 18(6), 619-635.

11- Croitoru. A.E and F.M. Toma, (2011): Meteorological Drought in Central Romanian plain (Between OLT and ARGES RIVERS) Case Study: Year 2000. RISCURI SICATASTROFE, NR. X, 9, 113-120.

12- Duckstein, L., Bárdossy, A., & Bogárdi, I. (1993): Linkage Between The Occurrence of Daily Atmospheric Circulation Patterns and Floods: An Arizona Case Study. Journal of Hydrology, 143(3), 413-428.

13- Galambosi, A., Duckstein, L., & Bogardi, I. (1996): Evaluation and Analysis of Daily Atmospheric Circulation Patterns of The 500 hPa Pressure Field Over The Southwestern USA. Atmospheric Research, 40(1), 49-76.

14- Girardin, M. P., Tardif, J. C., Flannigan, M. D., & Bergeron, Y. (2006): Synoptic-Scale Atmospheric Circulation and Boreal Canada Summer Drought Variability of The Past Three Centuries. Journal of Climate, 19(10), 1922-1947.

15- http://www.cdc.noaa.gov.

16- Kassomenos, P. A. (2003): Anatomy of The Synoptic Conditions Occurring Over Southern Greece During The Second Half of The 20th Century. Part I. Winter and Summer. Theoretical and Applied Climatology, 75(1-2), 65-77.

17- Kutiel, H. (2011): A Review on The Impact of The North Sea–Caspian Pattern (NCP) on Temperature and Precipitation Regimes in The Middle East. In Survival and Sustainability (pp. 1301-1312). Springer Berlin Heidelberg.

18- Littmann, T. (2000): An Empirical Classification of Weather Types in The Mediterranean Basin and Their Interrelation With Rainfall. Theoretical and Applied Climatology, 66(3-4), 161-171.

19- Mckee, T.B, Doesken, N.J, and J, Kleist, (1993): The Relationship of Drought Frequency and Duration to Time Scales, In: Proc. 8th Conference on Applied Climatology. January 17-22, 179- 184.

20- Murtagh, F., & Contreras, P. (2011): Methods of Hierarchical Clustering. Arxiv Preprint arXiv: 1105. 0121.

21- Parry, S., Prudhomme, C., Hannaford, J., & Lloyd-Hughes, B. (2010): Examining The Spatio-Temporal Evolution and Characteristics of Large-Scale European Droughts. In Proceedings of The BHS Third International Symposium (pp. 135-142). British Hydrological Society.

22- Rimkus, E., Kazys, J., Valiukas, D., & Stankūnavičius, G. (2014): The Atmospheric Circulation Patterns During Dry Periods in Lithuania. Oceanology, 56(2), 223-239.

23- Svensson, C. (1999): Empirical Orthogonal Function Analysis of Daily Rainfall in The Upper Reaches of The Huai River Basin, China. Theoretical and Applied Climatology, 62(3-4), 147-161.

24- Trigo, R. M., & Dacamara, C. C. (2000): Circulation Weather Types and Their Influence on The Precipitation Regime in Portugal. International Journal of Climatology, 20(13), 1559-1581.

25- Yetemen, O., & Yalcin, T. (2009): Climatic Parameters and Evaluation of Energy Consumption of The Afyon Geothermal District Heating System, Afyon, Turkey. Renewable Energy, 34(3), 706-710.

26- Zhaoliang Peng, Q.J. Wang, James C. Bennett, Prafulla Pokhrel, Ziru Wang, (2014): Seasonal Precipitation Forecasts Over China Using Monthly Large-Scale Oceanic-Atmospheric Indices, Journal of Hydrology, Volume 519, Part A, PP 792–802.