Pattern finding and synoptic analysis of heat waves in Ardabil province

Subject Areas : Climatology

Bromand Salahi ¹ , Mahnaz Saber ² , Fatemeh Vatanparast Ghaleh jogh ³

1 - Professor of climatology, Faculty of Social Science, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran.
2 - Mohaghegh Ardabili University, Ardabil, Iran.
3 - Ph.D student in Meteorology, Department of Natural Geography, Mohaghegh Ardabili University, Ardabil, Iran

Received: 2023-12-10 Accepted : 2024-01-15 Published : 2024-07-14

Keywords: Heat waves, Ardabil province, synoptic analysis, clustering.,

Abstract :

This research has been conducted with the aim of identifying heat waves in Ardabil province and analyzing their synoptic patterns using a circular method. For this purpose, the daily average maximum temperature data of Ardabil, Parsabad and Meshkinshahr synoptic stations were used in the statistical period of 1980-2020. The 95th percentile index was determined as a criterion for identifying a hot day, and its duration of at least 3 days was considered as the basis for defining a heat wave. Examining the trend of SLP, HGT and Tmax of these waves showed that on the hottest days of heat waves, the trend of SLP is downward and the trend of HGT and Tmax is upward. Clustering of heat wave generation patterns based on reanalysis data of sea level pressure and geopotential height of 500 hectopascals using cluster analysis method and Ward's clustering method led to the identification of 5 clusters which were presented in two main groups. In the first pattern, low pressure on the ground surface and high pressure in the middle level of the atmosphere, and in the second pattern, the location of the studied area in the west of the pseudo-Omega blocking of western Russia at the level of 500 hectopascals were identified as the synoptic factors of creating heat waves in Ardabil province. The common feature of both patterns is the high thickness of the atmosphere over the region on the days of this event.

References:

1- اعتمادیان، الهه؛ دوستان، رضا؛ زرین، آذر (1399)؛ نواحی امواج گرمایی ایران، نشریه پژوهش‌های اقلیم‌شناسی، سال یازدهم، شماره چهل و دوم، صص 30-17.
2- بهاروندی، نسیبه؛ مجرد، فیروز؛ معصوم¬پور، جعفر (1399)؛ شناسایی امواج گرمایی و تحلیل تغییرات زمانی-مکانی آن‌ها در ایران، نشریه تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی، سال بیستم، شماره پنجاه و نهم، صص 58-39.
3- بیجندی، مجید؛ دریاباری، سیدجمال الدین؛ رنجبر سعادت‌آبادی، عباس؛ اربابی سبزواری، آزاده (1401)؛ رخدادهای فرین امواج سرمایی و گرمایی مناطق شمال شرقی ایران طی دوره 2020-2001، نشریه پژوهش‌های اقلیم‌شناسی، سال سیزدهم، شماره پنجاه، صص 60-41.
4- خسروی، محمود؛ اسمعیل¬نژاد، مرتضی (1399)؛ واکاوی آماری - همدیدی موج گرمایی کم‌تداوم ایران، فصلنامه مطالعات جغرافیایی مناطق کوهستانی، سال یکم، شماره دوم، صص 33-19.
5- رحیمی، داریوش؛ میرهاشمی، حمید؛ علیزاده، تیمور (1396)؛ تحلیل ساختار امواج گرمایی در غرب و جنوب غرب ایران، مجله جغرافیا و برنامه‌ریزی محیطی، سال بیست و هشتم، شماره بیست و سوم، صص 80-69.
6- صلاحی، برومند؛ قدرتی، زینب (1397)؛ پیش‌بینی و تحلیل امواج گرمایی شهر زنجان با استفاده از ریزگردان LARS –WG و شاخص بالدی، فصلنامه جغرافیای طبیعی، سال یازدهم، شماره چهلم، صص 48-35.
7- ظرافتی، هادی؛ قویدل رحیمی؛ فرج زاده اصل، منوچهر (1403)؛ واکاوی الگوهای تراز 500 هکتوپاسکال مولد دماهای فرین بالای 50 درجه منطقه غرب آسیا، تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی، سال 24، شماره 72، صص 446-427.
8- قویدل رحیمی، یوسف (1390)؛ شناسایی، طبقه‌بندی و تحلیل سینوپتیک موج ابر گرم تابستان 1389 ایران، مطالعات جغرافیایی مناطق خشک، شماره 3، صص 100-85.
9- قویدل رحیمی، یوسف (1394)؛ تحلیلی از مخاطره اقلیمی امواج ابر گرم سال 1389 استان خوزستان، جغرافیا و برنامه‌ریزی، سال 19، شماره 51، صص 309-289.
10- قویدل رحیمی، یوسف؛ رضایی، محمد (1394)؛ جستاری پیرامون شناسایی، طبقه‌بندی و تحلیل سینوپتیک امواج گرمایی استان کرمان. نشریه جغرافیا و برنامه‌ریزی، شماره پنجاه و چهارم، صص 277-253.
11- قویدل رحیمی، یوسف؛ سپه وند، راضیه؛ فرج¬زاده اصل، منوچهر (1393)؛ شناسایی و تحلیل همدید امواج گرمایی فرین در غرب ایران، پژوهش‌های دانش زمین، سال پنجم، شماره هجدهم، صص 10-1.
12- قویدل رحیمی، یوسف؛ ظرافتی، هادی؛ فرج زاده اصل، منوچهر (1395)؛ کاربرد مدل RegCM4 در تحلیل ساختار سینوپتیک موج گرمای جولای 2000 استان خوزستان، برنامه‌ریزی و آمایش فضا، دوره بیستم، شماره 1، صص 286-269.
13- قویدل رحیمی، یوسف؛ فرج زاده اصل، منوچهر؛ قهرمانی، بشیر (1398)؛ کاربرد روش تحلیل مقادیر فرین در اقلیم‌شناسی مخاطره امواج گرمایی نیمه جنوبی ایران، نشریه تحلیل فضایی مخاطرات محیطی، سال ششم، شماره دوم، صص 20-1.
14- کرم¬پور، مصطفی؛ رفیعی، جعفر؛ جعفری، ایوب (1396)؛ شناسایی و تحلیل سینوپتیکی امواج گرمایی غرب ایران (ایلام، خوزستان، لرستان و کرمانشاه)، مجله مدیریت مخاطرات محیطی، دوره چهارم، شماره سوم، صص 279-263.

15- Bibiana, S., Carolina, S., Vera, B., Liebmann, (2006): The Nature Of A Heat Wave In Eastern Argentina Occurring During SALLJEX. Monthly Weather Review, 135(3): 1165-1174.
16- Bumbaco, K., Nicholas, K., Dello, B. (2013): History Of Pacific Northwest Heat Waves, Synoptic Pattern And Trends, Journal Of Applied Meteorology And Climatology, 7, 1618- 1631.
17- Campetella, C., Rusticucci, M. (1998): Synoptic Analysis Of An Extreme Heat Wave Over Argentina In March 1980. Meteorological Applications, 5: 217-226.
18- Chen, F., Konrad, C. (2006): A Synoptic Climatology Of Summertime Heat And Humidity In The Piedmont Region Of North Carolina. Journal Of Applied Meteorology And Climatology, 45: 674-685.
19- Croitoru, A-E., Piticar, A., Ciupertea, A. F., Roşca, C. F. (2016): Changes In Heat Waves Indices In Romania Over The Period 1961–2015‏. Global And Planetary Change, 146, 109-121‏.
20- Dosio, A. (2017): Projection Of Temperature And Heat Waves For Africa With An Ensemble Of CORDEX Regional Climate Models. Climate Dynamics, 49 (1-2), 493-519.
21- Feudale, L., Shukla, JY. (2011): Influence Of Sea Surface Temperature On The European Heat Wave Of 2003 Summer. Part I: An Observational Study. Climate Dynamics, DOI 10.1007/S00382-010-0788-0.
22- Keggenhoff, I., Elizbarashvili, M., King, L. (2015): Heat Wave Events Over Georgia Since 1961: Climatology, Changes And Severity. Climate, 3(2), 308-328.
23- Kovats, S. R., Ebi, L. K. (2006): Heat Waves And Public Health In Europe, Eur. J. Public Health 16. London.
24- NOAA. (2007): Natural Hazard Statistics, National Oceanic And Atmospheric Administration. Washington U.S.A
25- Rohini, P., Pajeevan, M., Mukhopahay, P. (2019): Future Projections Of Heat Waves Over India From CMIP5 Models. Climate Dynamics, 53, 975–988.
26- Russo, S., Sillmann, J., Fischer, E. M. (2015): Top Ten European Heatwaves Since 1950 And Their Occurrence In The Coming Decades. Environmental Research Letters, 10(12), 1- 15.
27- Seluchi, M., Norte, F., Gomes, J., Simonelli, S. (2006): Synoptic And Thermodynamic Analysis Of An Extreme Heat Wave Over Subtropical South America. Proceedings Of 8 ICSHMO, Foz Do Iguaçu, Brazil, April 24-28, 2006, INPE, P 2009-2010.
28- Zampieri, M., Russo, S., Di Sabatino, S., Michetti, M., Scoccimarro, E., Gualdi, S. (2016): Global Assessment Of Heat Wave Magnitudes From 1901 To 2010 And Implications For The River Discharge Of The Alps. Science Of The Total Environment, 571, 1330-1339.