عنوان پایان‌نامه
بررسی اثرات برون حاره ای نوسان شبه پوشن سپهر میانی و زیرین
- رشته تحصیلی
- هواشناسی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 67295;کتابخانه موسسه ژئوفیزیک شماره ثبت: 1111
- تاریخ دفاع
- ۱۶ شهریور ۱۳۹۳
- دانشجو
- قربان اسبقی
- استاد راهنما
- علیرضا محب الحجه
- چکیده
- نوسان شبه دوسالانه (QBO) به¬منزله نوسان غالب در پوشن‌سپهر حاره¬ای اثرات مهمی در منطقه¬ برون‌حاره دارد. در این پژوهش فازهای QBO با توجه به میانگین مداری باد مداری در تراز 50 هکتوپاسکال جداسازی می¬شوند. از داده¬های روزانه NCEP/NCAR از سال 1953 تا 2011 میلادی برای محاسبه میدان تاوایی پتانسیلی، جرم محصور در لوله‌های تاوه و گرایش زمانی آن، انرژی جنبشی و جملات مؤثر بر گرایش آن در فازهای مختلف QBO استفاده می¬شود. اثرات برون¬حاره¬ای نوسان QBO بر تاوه قطبی از دیدگاه تاوایی پتانسیلی و همچنین از دیدگاه انرژی بررسی می‌شود. تفاضل میدان¬ تاوایی پتانسیلی فاز شرقی از فاز غربی QBO به روشنی نوسان هولتون-تن را آشکار می‌کند. نتایج حاصل از جرم محصور در لوله‌های تاوه و گرایش زمانی آن نشان می¬دهد که در ماه‌های نوامبر تا دسامبر فرآیندهای اتلافی همراه با شکست امواج راسبی در تضعیف تاوه سهم عمده دارند. اما در ماه‌های انتهای زمستان به‌خصوص در مارس فرآیندهای واهلش تابشی به بازساخت تاوه و تقویت آن کمک می‌کنند. این نوسان درون‌فصلی تاوه اثر مهم و نقش به‌سزایی در تغییرات آب¬وهوایی در وردسپهر دارد و به‌ویژه نتایج این پژوهش نشان از تاثیرات آن در منطقه جنوب‌شرق آسیا و ایران دارد. نتایج اخذ شده در مورد ساختار تاوه با مطالعات اقلیم شناختی تعداد و مکان شکست امواج راسبی در لبه تاوه قطبی همخوانی دارد. بیشین? انرژی جنبشی پیچکی بر روی مسیرهای توفان که دارای بیشین? فعالیت پیچکی هستند، قراردارد. شدت و محل این بیشینه مقادیر در فازهای مختلف QBO متفاوت است، به‌طوری‌که این مقادیر بیشینه در همه ماه‌ها در فاز غربی قوی‌تر و گسترده‌تر از فاز شرقی است و در ماه دسامبر بیشترین مقدار خود را در مسیر توفان اطلس در ناحیه گسترده¬ای از شرق تا غرب اطلس دارد. در ماه دسامبر انرژی جنبشی پیچکی با شدت بیشتر در فاز غربی، در ناحی? گسترده از جنوبغرب اروپا تا ایران و حتی افغانستان واقع شده که بیشین? آن در شمال مدیترانه و جنوبغرب ایران دارای سطح اطمینان آماری بالا است. مراکز مثبت همگرایی شار کل روی شمال آفریقا و عربستان در فاز غربی به‌ویژه در ماه دسامبر شدت و گستره بیشتری دارد به‌طوری‌که جنوب و جنوبغرب ایران را نیز شامل می‌شود. امید است در آینده با شناخت کامل این نوسان و اثرات فصلی آن بتوان پیش¬بینی فصلی و بلندمدت در منطقه را بهبود بخشید.
- Abstract
- As the dominant oscillation in tropical stratosphere, Quasi-Biennial Oscillation (QBO) has significant effect in tropical zone. In this study QBO phases are separated by means of zonal mean of zonal wind at 50 hPa level. The daily data of the NCEP/NCAR reanalysis dataset from 1953 to 2011 is used to calculate potential vorticity (PV) field, the mass enclosed within vortex tubes and its time tendency, eddy kinetic energy and the dominant terms in its time evolution equation for the two phases of QBO. Impacts of extratropical QBO on polar vortex are examined from potential vorticity and energy perspectives. It is shown that by subtracting the composite PV distribution of the easterly phase from the corresponding composite for the westerly phase, one can obtain the signature of Holton–Tan’s oscillation. Results for the mass enclosed within vortex tubes and its time tendency show that from November to December, dissipative processes associated with Rossby wave breaking play an important role in weakening of the polar vortex. But radiative relaxation processes contribute to reconstruction of and enhancing the polar vortex at late winter months and particularly in March. This intra-seasonal oscillation exerts significant tropospheric effects which are particularly marked over Iran and southwest Asia. Results obtained for the polar vortex structure are consistent with previous results on climatology of the number and spatial distribution of Rossby wave breaking at the edge of polar vortex. The energetic results indicate that the intensity, horizontal extent and location of eddy kinetic energy maxima on the main storm tracks are sensitive to the phase of QBO. The effect is such that the storm tracks maxima are stronger and broader at westerly phase of QBO in each month of the extended winter. The strongest eddy kinetic maximum is in a zonally extended region over the North Atlantic in December. The westerly phase has a more intense eddy kinetic energy in December over a broad area stretched from Europe to southwest Asia including Iran and Afghanistan. Within the latter region, the difference field between the two phases is statistically significant over north of the Mediterranean Sea and southwest of Iran. The convergence of total flux has maxima over North Africa and Saudi Arabia at the westerly phase especially in December when the centers are more intense and distributed in such a way that encompass south and southwest of Iran. It is hoped that with a better understanding of this oscillation and its seasonal impacts, we can take important steps towards seasonal and longer term predictions in the southwest Asia and Iran.
