Investigating extreme rainfall changes in southeast Iran and its relationship with Sudan low pressure

Document Type : Research Article

Authors

1 Department of Physical Geography, Faculty of Geography and environmental planning, University of Sistan and Baluchestan, Zahedan, Iran

2 Associate Professor, Department of Physical Geography, Faculty of Geography and Environmental Planning, University of Sistan and Baluchestan, Zahedan, Iran

3 Assistant Professor, Department of Physical Geography, Faculty of Geography and Environmental Planning, University of Sistan and Baluchestan, Zahedan, Iran

10.22059/jhsci.2024.378547.829

Abstract

Extreme precipitation is one of the most important hazardous weather phenomena in southeastern Iran, leading to substantial economic and social impacts annually. This study aims to examine the temporal and spatial variations in extreme precipitation in the region and its correlation with Sudan low-pressure systems. To achieve this goal, data from the Aphrodite and CHIRPS for precipitation with spatial resolution (0.25° by 0.25°) and SLP (ER5) data with spatial resolution (0.75° by 0.75°) were used over a 40-year period (1979 to 2018). Extreme precipitation events were identified by examining the 90th and 95th percentiles. To locate low-pressure centers, criteria included having the lowest pressure relative to eight surrounding points, a pressure difference of 0.8 to 3.8 hPa between these points and the central pressure, which needed to be below 1008 hPa. Temporal and spatial variations were assessed using a modified Mann-Kendall nonparametric method along with Sen's slope estimator. The results of the first part showed that extreme precipitation had different spatial distributions across the region, with approximately 49% and 30% of network points showing significant positive trends according to the 90th and 95th percentiles, respectively. The remaining points exhibited no discernible trend, particularly in the central part where weather stations may be lacking. The findings from the synoptic analysis indicate that the alterations in precipitation boundaries in Sudan can be explained by the variations in the activity of low-pressure centers, so that in the second period, The Sudan low pressure had a relatively higher frequency. This means that the intensity of heavy rains is associated with the increase of extreme low pressure events in Sudan.

Keywords

References

  • ترابی پوده، حسن؛ و امامقلی‌زاده، صمد (1394). تحلیل روند تغییرات آبدهی رودخانه‌های شمال حوضۀ رودخانۀ دز با استفاده از روش ‌TFPW-MK. پژوهش‌های حفاظت آب و خاک، 22(3): 39-55.
  • تقی‌زاده، حبیب (1366). بررسی سیل پاییز 1365 از نظر هواشناسی، رشد آموزش زمین‌شناسی، 6، 51-56.
  • حمیدیان‌پور، محسن؛ علیجانی، بهلول؛ و صادقی، علیرضا (1389). شناسایی الگوهای همدیدی بارش‌های شدید شمال شرق ایران. مطالعات جغرافیایی مناطق خشک، 1(1) ، 1-16.
  • خسروی، محمود؛ شجاع، فائزه؛ و پاکباز، هاجر (1398). بررسی منابع تأمین رطوبت رویدادهای بارشی تابستانۀ جنوب شرقی ایران. مهندسی منابع آب، 12(41)، 127-144.
  • درگاهیان، فاطمه؛ دوستکامیان، مهدی؛ و صادقی، مرضیه (1400). بررسی تغییرات زمانی و مکانی بارش‌های حدی ایران طی دوره‌های مختلف و ارتباط آن با گرمایش جهانی. فصلنامه علمی مهندسی منابع آب. 14(49)، 30-47.
  • راهی‌زهی، حسین؛ خسروی، محمود؛ و حمیدیان‌پور، محسن (1400). تغییرات زمانی- فضایی غلظت هواویزه در استان سیستان و بلوچستان (2018-2000)، تحلیل فضایی مخاطرات محیطی، 8(1)، 79-92.
  • روحبخش سیگارودی، حسین‌علی؛ کرمپور، مصطفی؛ قائمی، هوشنگ؛ مرادی، محمد؛ و آزادی، مجید (1397). بررسی بی‌هنجاری‌های میانگین دمای کمینه و بیشینۀ ایران در دورۀ گرم سال به‌منظور شناسایی دورۀ گرم و سرد. جغرافیا و مخاطرات محیطی، 7(3)، 161-187.
  • سلیقه، محمد (1395)، آب‌و‌هواشناسی سینوپتیک، تهران: سمت.
  • سلیمانی‌زاده، محمدجواد؛ و مرادی، محمد (1399). بررسی همدیدی بارش‌های فرین در شهر تهران، جغرافیا و روابط انسانی، 3(3)، 64-79.
  • صیاد، وحیده؛ علیجانی، بهلول؛ و حجازی‌زاده، زهرا (1403). اقلیم‌شناسی کم‌فشار سودان. تحلیل فضایی مخاطرات محیطی. 11(2)، 17-40.
  • عزیزی، قاسم؛ صفرراد، طاهر؛ محمدی، حسین؛ و فرجی سبکبار، حسنعلی (1395). ارزیابی و مقایسة داده‌های بازکاوی‌شدة بارش جهت استفاده در ایران، پژوهش‌های جغرافیای طبیعی، 48(1): 33-49.
  • علی‌پور، یوسف؛ و زال‌نژاد، کاوه (1396). روند تغییرات فشار سطح دریا در ایران با رویکرد مخاطرات اقلیمی.مدیریت مخاطرات محیطی. 4(4)، 383-401.
  • علیجانی، بهلول (1372). آب‌وهوای ایران، انتشارات پیام نور، تهران.
  • غیور، حسنعلی؛ و خسروی، محمود (1380). تأثیر پدیدۀ انسو بر نابهنجاری‌های بارش تابستانی و پاییزی منطقۀ جنوب شرق ایران، تحقیقات جغرافیایی، 16(3)، 141-174.
  • قائدی، سهراب؛ موحدی، سعید؛ مسعودیان، سید ابوالفضل؛ و رحیمی، داریوش (1390). تأثیر فرود دریای سرخ بر بارش ایران، پژوهش‌نامۀ جغرافیایی، 1(1)، 63-78.
  • قائدی، سهراب؛ موحدی، سعید؛ و مسعودیان؛ سید ابوالفضل (1391). رابطۀ فرود دریای سرخ با بارش‌های سنگین ایران، جغرافیا و پایداری محیط، 2(1)، 1-18.
  • قربانی، خلیل (1393). الگوی فصلی و مکانی تغییر اقلیم دمای هوا در ایران، پژوهش‌های حفاظت آب‌وخاک، 21(5).
  • کاشکی، عبدالرضا؛ و داداشی رودباری، عباسعلی (1396). واکاوی روزهای بارانی ایران مبتنی بر برون‌داد پایگاه داده- بارش آفرودیت.پژوهش‌های جغرافیای طبیعی، 49(3): 503-521.
  • لشکری، حسن (1375). الگوی سینوپتیکی بارش‌های شدید جنوب و جنوب غرب ایران، رسالۀ دکتری، دانشگاه تربیت مدرس.
  • لشکری، حسن (1381). مسیریابی سامانه‌های کم‌فشار سودانی ورودی به ایران، مدرس علوم انسانی، 6(2 (پیاپی 25))، 133-156.
  • لشکری، حسن (1382). مکانیسم تکوین، تقویت و توسعۀ مرکز کم‌فشار سودان و نقش آن بر روی بارش‌های جنوب و جنوب غرب ایران، پژوهش‌های جغرافیایی، 35(46)، 1-18.
  • لشکری، حسن (1384). تحلیل سینوپتیکی دو نمونه از الگوی بارش‌های زمستانۀ جنوب شرق ایران، مدرس علوم انسانی، 9(1 (پیاپی 38))، 169-196.
  • لشکری، حسن؛ و محمدی، فهیمه (1398). بررسی تغییرات بارش سامانۀ کم‌فشار سودان طی روند تاریخی در منطقۀ جنوب غرب ایران، پژوهش‌های جغرافیای طبیعی، 51(2)، 373-387.
  • لشکری، حسن؛ و کیخسروی، قاسم (1389). تحلیل سینوپتیکی توفان گونو و اثرات آن بر جنوب شرق ایران، جغرافیا و برنامه‌ریزی محیطی، 21(39)، 1-20.
  • لشکری، حسن؛ و خزایی، مهدی (1393). تحلیل سینوپتیکی بارش‌های سنگین استان سیستان و بلوچستان، اطلاعات جغرافیایی، 23(90 و 91)، 70-79.
  • محمدی، فهیمه (1399). تحلیل همدید تقویت کم‌فشار سودان در روند تاریخی و تعیین قلمرو نفوذ آن در ایران. رسالۀ دکتری اقلیم‌شناسی، استاد راهنما: حسن لشکری. دانشگاه شهید بهشتی، دانشکدۀ علوم زمین.
  • مرادی، حمیدرضا (1383). پیش‌بینی سیلاب‌ها براساس موقعیت سامانه‌های همدید در شمال شرقی ایـران، تحقیقات جغرافیایی (75)، 54-70.
  • مسعودیان، سید ابوالفضل؛ و کاویانی، محمدرضا (1387)، آب‌وهوای ایران، انتشارات دانشگاه اصفهان.
  • مفیدی، عباس (1383). اقلیم‌شناسی سینوپتیکی بارش‌هـای سیل‌زا بـا منشأ منطقۀ دریای سرخ در خاورمیانه، تحقیقات جغرافیایی، 19(4 پیاپی 75))، 71-93.
  • مفیدی، عباس؛ و زرین، آذر (1384-الف). بررسی سینوپتیکی تأثیر سامانه‌هـای کـم‌فشـار سـودانی در وقـوع بارش‌های سیل‌زا در ایران، تحقیقات جغرافیایی، 20(2 (پیاپی 77))، 113-136.
  • مفیدی، عباس؛ و زریـن، آذر (1384-ب). تحلیل سینوپتیکی ماهیت سامانه‌های کـم‌فشـار سـودانی (مطالعۀ موردی: توفان دسامبر 2001)، فصلنامۀ جغرافیایی سرزمین،2(6)، 24-48.
  • Ansari, S. (2003). Synoptic investigation of flooding systems in Kohgiluyeh and Boyer Ahmad Basin, MSc in Natural Geography, Tarbiat Moallem University.
  • Ashraf Vaghefi, S., Keykhai, M., Jahanbakhshi, F., Sheikholeslami, J., Ahmadi, A., Yang, H., & Abbaspour, K. (2019). The future of extreme climate in Iran. Sci Rep, 9, 1464. https://doi.org/10.1038/s41598-018-38071-8
  • Asakereh, H., & Ashrafi, S. (2023). An investigation into trends in frequency and proportion of different durations of various types of extreme precipitation in Iran. Meteorological Applications: 30(1). DOI: 10.1002/met.2117.
  • Ashbel, D. (1938). Great Floods in Sinai Peninsula, Palestine, Syria and the Syrian desert,and the Influence of the Red Sea on Their Formation, Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, (64), 635-639.
  • Alpert, P., Osetinsky I., Ziv B., & Shafir H. (2004). Semi-objective classification for daily synoptic systems: application to the eastern Mediterranean climate change, international journal of climatology, (24), 1001 -1011.
  • Almazroui, M., Awad, M., Islam, M., & Al-Khalaf, A.K. (2014). A climatological study: wet season cyclone tracks in the East Mediterranean region, Theor Appl Climatol, (120), 351-365.
  • Almazroui, M., Raju, PVS, Yusef, A., Hussein, MAA., & Omar, M (2018) Simulation of extreme rainfall event of November 2009 over Jeddah, Saudi Arabia: the explicit role of topography and surface heating. Theor Appl Climatol, 132:89–101. https://doi.org/10.1007/s00704-017-2080-2.
  • Awad, A.M., & Mashat, AWS. (2018). Climatology of the autumn Red Sea trough, Theor Appl Climatol, (135), 1545 –1558.
  • Awad, A.M., & Almazroui, M. (2016). Climatology of the winter Red Sea Trough, Atmospheric Research, (182), 20 –29.
  • Elfandy, M.G. (1950). Effects to Topography and Other Factors on the Movement of Lows in the Middle East and Sudan, Bull, American Meteorology Society, number 10, 31, PP.375-38.
  • Elfandy, M.G. (1948). The effect of Sudan monsoon low on the development of thundery conditions in Egypt, Palestine and Syria. Q J R Meteorol Soc, 74, 31–38.
  • Jahanshahi, A, Booij, M.B., Patil, S.D., & Gupta, H. (2024). An ensemble-based projection of future hydro-climatic extremes in Iran, Journal of Hydrology, V. 642. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2024.131892.
  • Hejazizadeh, Z.B., Alijani, B., Saligheh, M. & Sayad V. (2021). Analyzing the trend and extent of Sudan low pressure and its impact on precipitation in western and southwestern Iran. Arab J Geosci, 14, 295. https://doi.org/10.1007/s12517-021-06452-5.
  • (2007). Climate change 2007-the physical science basis: Working group I contribution to the fourth assessment report of the IPCC. Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA.: Cambridge University Press.
  • IPCC (2014) Climate Change 2014: Synthesis Report. Contribution of Working Groups I, II and III to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Core Writing Pachauri RK, and Meyer LA (eds.)]. IPCC, Geneva, Switzerland.
  • Kaboli, S., Hekmatzadeh, A.A., Darabi, H., & Torabi Haghighi, A. (2021). Variation in physical characteristics of rainfall in Iran, determined using daily rainfall concentration index and monthly rainfall percentage index. Theor Appl Climatol, 144, 507–520. https://doi.org/10.1007/s00704-021-03553-9
  • Labban, A.H., Mashat. A.W.S., & Awad A.M. (2020). Main atmospheric regimes of the long winter Red Sea trough, Arabian Journal of Geosciences, (13), 171-183.
  • Lashkari, H., & Mohammadi. Z. (2018). Study on the role of annual movements of Arabian subtropical high pressure in the late sart of precipitation in southern and southwesern Iran, Theoretical and Applied Climatology, (137), 1-8.
  • Lashkari, H., & Mohamadi, f. (2019). Determination of long-term changes in the rainfall penetration domain of Sudan low in Iran during the period 1976–2017, Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics, (203).
  • Mansouri Daneshvar, M.R., Ebrahimi, M. & Nejadsoleymani, H. (2019). An overview of climate change in Iran: facts and statistics. Environ Syst Res8, 7. https://doi.org/10.1186/s40068-019-0135-3.
  • Mohammadi, F., & Lashkari, H. (2020). Determination of long-term changes in the rainfall penetration domain of Sudan low in Iran during the period 1976–2017. J Atmos Sol Terr Phys, (203), 1–9.
  • Nasrabadi, E., Masoodian, Sa., & Asakereh, H. (2013). Comparison of Gridded Precipitation Time Series Data in APHRODITE and Asfazari Databases within   Iran’s Territory, Atmospheric and Climate Sciences, number 3, 235-248.
  • H., Ziv. B., Bitan. A., & Alpert. P. (1998). Easterly wind storms over Israel. Theoretical and Applied Climatology, (59), 61-77.
  • Sayad, V., Hejazi zadeh, Z.b., Alijani, B., & Saligheh, M.  (2021). Dynamic effects of Sudanese system on moisture feeding in Iran. Theor Appl Climatol 146, 821–831. https://doi.org/10.1007/s00704-021-03768-w.
  • Tan, , Ma, Z., He, K., Han, X., Ji, Q., & He, Y. (2021). Evaluations on gridded precipitation products spanning more than half a century over the Tibetan Plateau and its surroundings, Journal of Hydrology, 582, https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2019.124455.
  • Tsvieli, Y., & Zangvil, A. (2005). Synoptic Climatological Analysis of Wet and Dry Red Sea Troughs over Israel, International Journal Climatology, (25), 1997 - 2015.
  • Vries, A.J., Tyrlis, E., Edry, D., Krichak, SO., Steil, B., & Lelieveld, J. (2013). Extreme precipitation events in the Middle East: dynamics of the Active Red Sea Trough, Journal of Geophysical Research: Atmospheres, (13), 7087-7108.

 

Environmental Management Hazards
Volume 11, Issue 2
July 2024
Pages 159-174

Files

Share

How to cite

Statistics