The Synchronization of Mid-Latitude Atmospheric Cut-off Lows and Low-Level Jets in the Continuation of Daily Rainfalls in the West and Northwest of Iran

Document Type : Research

Authors

• Nasim Hajikhani ¹
• Jafar Masoompour Samakosh ²
• Firouz Mojarrad ²

¹ MSc in Climatology, Department of Geography, Razi University, Kermanshah, Iran

² Associate Professor in Climatology, Department of Geography, Razi University, Kermanshah, Iran

https://doi.org/10.22067/jgrd.2021.68643.1014

Abstract

With the aim of revealing the at revealing the synchronic role of mid-latitude atmospheric cut-off lows and low-level jets in the continuation of daily rainfall of the west and northwest in Iran, maps of geopotential height, thickness, vorticity, vertical motion (omega), specific humidity, zonal and meridional winds of ECMWF and NCEP has been used. Daily rainfall data for the period 1995-2014 have been received from the Iran Meteorological Organization. Nieto and Reboita methods and Bonner criterion have been used to identify cut-off low and low-level Jet, respectively.  The results showed that out of the total rainfall periods, 60 cases are directly related to atmospheric cut-off lows. These cut-off lows were located in three regions East of the Mediterranean Sea, the Middle East and East of the Black Sea. The highest frequency of this phenomenon was related to winter and was identified with a maximum in January. In the study of the life cycle of these systems, it was found that cut-off lows with a duration of two days have the highest durability and in the days of the occurrence of the cut-off low, low-level Jets accompanied them in 58 occurrences. Low level Jets, by intensifying the convergence in the low levels of the atmosphere, on the one hand, provide the conditions for intensifying the upper-level divergence caused by the cut-off low phenomenon and on the other hand, increasing the moisture transport, so that the intensification of low level Jets, intensifies the instability caused by the cut-off lows.The amount of atmospheric moisture transport reveals that the main sources of moisture in Continuous rainfall periods caused by cut-off Low are Indian Ocean, Atlantic Ocean, Mediterranean Sea, Red Sea, Arab Sea and Black Sea respectively.

Keywords

• Continuation of Daily Rainfall
• Low-Level Jets
• Cut-off Lows
• Moisture Flux
• the Northwest and West of Iran

20.1001.1.20081391.1399.18.2.10.2

Main Subjects

• Natural geography and environmental planning

References

1. آب­خرابات، ش. (1397). شناسایی منطقۀ همگرایی دریای عرب و نقش رودبادهای تراز پایین سیستان در شکل­گیری آن. مجلۀ فیزیک زمین و فضا، (1)، 161-147.
2. آرزومندی، ل.، و حجازی­زاده، ز. (1392). تحلیل سینوپتیکی بارش سنگین مارس 2009 ایران مرکزی. نخستین کنفرانس ملی آب و هواشناسی ایران. دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته، کرمان، ایران. بازیابی از https://civilica.com/l/4766
3. اشجعی باشکند، م. (1379). بررسی و ارائه مدل­های سینوپتیکی بارش­های سنگین در شمال ­غرب ایران (پایان­نامۀ منتشرنشدۀ کارشناسی‌ارشد). دانشگاه تربیت مدرس،تهران، ایران.
4. امیدوار، ک.، الفتی، س.، اقبالی ­بابادی، ف.، و مرادی، خ. (1392). واکاوی ترمودینامیکی بارش­های سنگین ناشی از پدیدۀ سردچال در نواحی مرکزی و جنوب غربی ایران (مطالعه موردی: رخداد بارش 11 آذر 1387). جغرافیا و مخاطرات محیطی، (5)، 19-1.
5. امیدوار، ک.، صفرپور، ف.، محمودآبادی، م.، و الفتی، س. (1389). ﺗﺤﻠﻴﻞ ﻫﻤﺪﻳﺪی اﺛﺮﻫﺎی ﺳﺮدﭼﺎل در وﻗﻮع ﺑﺎرش­ﻫﺎی ﺷﺪﻳﺪ در ﻧﻮاﺣﻲ ﻣﺮﻛﺰ و ﺟﻨﻮب ﻏﺮب اﻳﺮان. برنامه­ریزی و آمایش فضا، 4(68)، 189-161.
6. ذکی­زاده، م.، سلیقه، م.، ناصرزاده، م.، و اکبری، م. (1397). تحلیل آماری و سینوپتیکی مؤثرترین الگوی رودباد ایجادکنندۀ بارش­های سنگین ایران. مجلۀ مخاطرات محیط طبیعی، (15)، 48-31.
7. راستی، ف.، و امیدوار، ک. (1393). تحلیل همدیدی اثر سردچال در وقوع شدیدترین بارش مشهد طی دوره آماری 49 ساله (1340 -1389).دومین همایش ملی پژوهش­های کاربردی در جغرافیا و گردشگری. دانشگاه جامع علمی کاربردی، تهران. بازیابی از https://civilica.com/l/5594
8. رفعتی، س.، فتح­نیا، ا.، و کریمی، م. (1395). تأثیر رودبادهای سطح پایین در شکل­گیری سامانه‌های همرفتی میان مقیاس در جنوب غرب ایران. پژوهش­های جغرافیایی طبیعی، (1)، 82-69.
9. ساری صراف، ب.، و آب­خرابات، ش. (1398). تحلیل سینوپتیک-دینامیک روند شکل­گیری الگوهای رودباد تراز پایین خلیج فارس و بررسی نقش آن در شار رطوبت منطقه. مجلۀ جغرافیا و برنامه‌ریزی، (68)، 193-179.
10. عزیزی، ق.، مرادی، م.، و رضایی، ح. (1397). اقلیم‌شناسی کم­ارتفاع بریدۀ مؤثر بر ایران و ارتباط آن با ENSO و NAO. فصلنامۀ تحقیقات جغرافیایی، (1)، 173-158.
11. عزیزی، ق.، و علیزاده، ت. (1393). ارتباط بین تیپ الگوهای گردش تراز دریا با بارش فراگیر در ایران. مجلۀ پژوهش­های جغرافیای طبیعی، (3)، 297-310.
12. عساکره، ح.، حسامی، ن.، و شامحمدی، ز. (1395). واکاوی همدید بارش­های سنگین ناشی از سردچال در حوزۀ بازفت (مطالعه موردی: بارش 18 تا 23 اسفند 1389). محیط زیست و مهندسی آب، (3)، 235-219.
13. علیجانی، ­ب. (1390). اقلیم­شناسی سینوپتیک. تهران: انتشارات سمت.
14. فتاحی، ا.، و شیاروند، ه. (1393). بررسی الگوهای گردش جوی روزهای همراه با بارش برف سنگین در غرب ایران. تحلیل فضایی مخاطرات محیطی، (1)، 107-97.
15. قویدل رحیمی، ی.، عباسی، الف.، و فرج­زاده، م. (1397). واکاوی دینامیک و ترمودینامیک شدیدترین چرخند حاره­ای مؤثر بر سواحل جنوبی ایران. مجلۀ تحلیل فضای مخاطرات طبیعی، (1)، 97-112.
16. کاویانی، م.، و علیجانی، ب. ( 1393). مبانی آب و هواشناسی. تهران: انتشارات سمت.

 

17. Appenzeller, C. (1996). HC Davies WA Norton. Fragmentation of stratospheric intrusions. Journal of Geophysical Research, 101, 1435-1456.
18. Bonner, W. D. (1968). Climatology of the low level jet. Monthly Weather Review, 96(12), 833-850.
19. Campetella, C. M., & Possia, N. E. (2007). Upper-level cut-off lows in southern South America. Meteorology and Atmospheric Physics, 96(1-2), 181-191.
20. Cheinet, S., Beljaars, A., Köhler, M., Morcrette, J. J., & Viterbo, P. (2005). Assessing physical processes in the ECMWF model forecasts using the ARM SGP observations. ECMWFARM Report Series, No. 1.
21. Fuenzalida, H. A., Sánchez, R., & Garreaud, R. D. (2005). A climatology of cutoff lows in the Southern Hemisphere. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 110 (D18), doi:10.1029/2005JD005934.
22. Herrera, R. G., Puyol, D. G., MartÍn, E. H., Presa, L. G., & Rodríguez, P. R. (2001). Influence of the North Atlantic oscillation on the Canary Islands precipitation. Journal of Climate, 14(19), 3889-3903.
23. Lavers, D. A., & Villarini, G. (2013). The nexus between atmospheric rivers and extreme precipitation across Europe. Geophysical Research Letters, 40(12), 3259-3264.
24. Marengo, J. A., Soares, W. R., Saulo, C., & Nicolini, M. (2004). Climatology of the low-level jet east of the Andes as derived from the NCEP–NCAR reanalyses: Characteristics and temporal variability. Journal of Climate, 17(12), 2261-2280.
25. Nieto, R., Gimeno, L., de La Torre, L., Ribera, P., Gallego, D., García-Herrera, R., & Lorente, J. (2005). Climatological features of cutoff low systems in the Northern Hemisphere. Journal of Climate, 18(16), 3085-3103.
26. Nieto, R., Sprenger, M., Wernli, H., Trigo, R. M., & Gimeno, L. (2008). Identification and climatology of cut‐off lows near the tropopause. Annals of the New York Academy of Sciences, 1146(1), 256-290.
27. Palmén, E. H., & Newton, C. W. (1969). Atmospheric circulation systems: their structure and physical interpretation (Vol. 13). United States: Academic Press.
28. Porcù, F., Carrassi, A., Medaglia, C. M., Prodi, F., & Mugnai, A. (2007). A study on cut-off low vertical structure and precipitation in the Mediterranean region. Meteorology and Atmospheric Physics, 96(1-2), 121-140
29. Price, J. D., & Vaughan, G. (1993). The potential for stratosphere‐troposphere exchange in cut‐off‐low systems. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 119(510), 343-365.
30. Qi, L., Leslie, L. M., & Zhao, S. X. (1999). Cut‐off low pressure systems over southern Australia: climatology and case study. International Journal of Climatology, 19(15), 1633-1649.
31. Reboita, M. S., Nieto, R., Gimeno, L., Da Rocha, R. P., Ambrizzi, T., Garreaud, R., & Krüger, L. F. (2010). Climatological features of cutoff low systems in the Southern Hemisphere. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 115(D17), https://doi.org/10.1029/2009JD013251
32. Stensrud, D. J. (1996). Importance of low-level jets to climate: A review. Journal of Climate, 9(8), 1698-1711.
33. Wang, C. (2007). Variability of the Caribbean low-level jet and its relations to climate. Climate Dynamics, 29(4), 411-422.
34. Zhao, S., & Sun, J. (2007). Study on cut-off low-pressure systems with floods over Northeast Asia. Meteorology and Atmospheric Physics, 96(1-2), 159-180.