پراکنش فضایی و زمانی رخداد آذرخش و روند تغییر آن

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه جغرافیا، دانشکده علوم انسانی، دانشگاه سید جمال‌الدین اسدآبادی، اسدآباد، ایـران

2 گروه علوم انسانی و اجتماعی، دانشگاه فرهنگیان ، تهران، ایـران.

چکیده

هدف: بررسی پراکنش مکانی و زمانی رخداد آذرخش و روند تغییر آن
روش و داده: پراکنش مکانی و زمانی رخداد آذرخش و روند تغییر آن با کاربرد محصولات شبکه‌ای اقلیمی آذرخش LIS-OTD در گستره‌ی  E°65-E°25 و N °42- N °15مطالعه شد. پراکنش ماهانه مکانی و زمانی رخداد آذرخش بر اساس داده‌های HRMC و روند تغییر رخداد آذرخش در دوره‌ای حدود بیست‌ساله (۲۰۱۴-۱۹۹۵) بر اساس داده‌های LRMTS و با کاربرد شیب رگرسیون استاندارد شده و نرم‌افزار R بررسی شد.
یافته‌ها: بر اساس ویژگی‌های فعالیت آذرخش می‌توان ایران را به هشت ناحیه تقسیم کرد. کمینه‌ی رخداد آذرخش و بنابراین فعالیت همرفتی در مرکز و شرق کشور رخ می‌دهد. بیشینه‌ی آن در ماه‌های جون تا آگوست در شمال‌غرب، در ماه‌های نوامبر تا می در غرب، جنوب‌غرب و جنوب و در ماه سپتامبر در جنوب‌ رخ می‌دهد. بیشینه‌ی رخداد در جنوب‌غرب و غرب ایران، تحت تأثیر فعالیت منطقه‌ی همگرایی دریای سرخ است. شدیدترین روند افزایشی رخداد آذرخش به ترتیب در جنوب‌شرق ایران در فصل تابستان، دریای مازندران در فصل زمستان، محدوده‌ی بین دریای سیاه و مدیترانه در فصل پاییز و بالاخره جنوب خلیج‌ فارس در فصل بهار رخ داده است. از سوی دیگر شدیدترین روند کاهشی نیز به ترتیب در مرکز دریای سرخ و محدوده‌ی دریای سیاه و مدیترانه در فصل تابستان مشاهده شده است.
نتیجه‌گیری: بنا به تغییر معنادار آذرخش، به عنوان تظاهری از فعالیت‌های همرفتی، در برخی نقاط و ماه‌ها در دو دهه‌ی مطالعه شده، و با توجه به تأثیر فعالیت‌های همرفتی بر رژیم بارشی ایران، می‌توان انتظار داشت تغییری مؤثر در ویژگی‌های رژیم بارشی ایران در نتیجه‌ی پدیده گرمایش زمین رخ دهد.
نوآوری، کاربرد نتایج: برای نخستین بار اقلیم‌شناسی آذرخش با استفاده از داده‌های ماهواره‌ای مطالعه شده است. روشن شدن توزیع فضایی و زمانی رخداد این پدیده در سطح ایران و منطقه و همچنین روند تغییر آن چشم انداز روشن‌تری در رابطه با رخداد سامانه‌های همرفتی ایجاد کرده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Spatial and temporal distribution of lightning occurrence and its trend

نویسندگان [English]

  • Somayeh Rafati 1
  • Alireza Sadeghinia 2
1 Department of Geography, Faculty of Humanities, Sayyed Jamaleddin Asadabadi University, Asadabad, Iran
2 Department of Humanities and Social Sciences, Farhanghian University, Tehran, Iran
چکیده [English]

Aim: Investigating the spatial and temporal distribution of lightning occurrence and the trend of lightning occurrence in Iran.
Material & Method: Monthly spatial and temporal distribution of lightning occurrence investigated based on HRMC data in the range of 25° E - 65° E and 15° N - 42° N. The trend of lightning occurrence was studied based on LRMTS data in about twenty years (1995-2014) using a standardized regression slope.
Finding: Iran is divided into eight regions based on the characteristics of lightning activity. The minimum of lightning and convective activities occur in the country's center and east. The maximum occurs in the northwest from June to August, in the west, southwest, and south from November to May, and in the south in September. The activity of the Red Sea convergence zone influences the maximum occurrence from December to May in the southwest and west of Iran. The most significant increase in the occurrence of lightning occurred in the southeast of Iran in the summer, the Caspian Sea in the winter, the area between the Black Sea and the Mediterranean in the fall, and finally, in the south of the Persian Gulf in the spring. The most significant decrease has been observed in the center of the Red Sea, the Black Sea, and the Mediterranean, respectively, in the summer season.
Conclusion: Considering the effect of convective activities on Iran's rainfall regime, we can expect an effective change in the characteristics of Iran's rainfall regime due to global warming. 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Climate Change
  • Lightning
  • Convective Systems
  • LIS-OTD Sensors
حجازی‌زاده، زهرا؛‌ ضیاییان، پرویز؛ کریمی، مصطفی؛ رفعتی، سمیه. (1394). تحلیل الگوهای فضایی و زمانی سامانه‌های همرفتی با بارش بیش از 10 میلی‌متر در جنوب‌غرب ایران. جغرافیا و توسعه، 39، 93-106.
خورشیددوست، علی‌محمد؛ مفیدی، عباس؛ رسولی، علی‌اکبر؛ آزرم، کامل. (1395). تحلیل همدیدی ساز و کار وقوع بارش‌های سنگین بهاره در شمال‌غرب ایران، مخاطرات محیط طبیعی، 5(8)، 53-82.
رسولی، علی‌اکبر؛ جوان، خدیجه. (1391). تحلیل روند وقوع توفان‌های رعد و برقی در نیمه غربی ایران با کاربرد آزمون‌های ناپارامتری، فضای جغرافیایی، 12(38)، 111-126.
رسولی، علی‌اکبر؛ خورشیددوست، علی‌محمد؛ فخاری واحد، مجتبی. (1397). بررسی پراکنش فراوانی رعد و برق‌ها و ارتباط آن با ارتفاع در جنوب‌شرق ایران، اطلاعات جغرافیایی (سپهر)، 27 (106)، 169-178.
رفعتی، سمیه؛ حجازی‌زاده، زهرا؛ کریمی، مصطفی. (1393). تحلیل همدیدی شرایط رخداد سامانه‌های همرفتی با بارش بیش از 10 میلی‌متر در جنوب‌غرب ایران، پژوهش‌های جغرافیای طبیعی، 46(2)، 137-156.
سیف، مهرزاد. (1375). بررسی توزیع بارش تگرگ در ایران، پایان‌نامه کارشناسی ارشد، موسسه ژئوفیزیک دانشگاه تهران.
علیجانی، بهلول. (1372). مکانیزم‌های صعود بارندگی‌های ایران، مجله دانشکده ادبیات دانشگاه تربیت معلم، دوره جدید (1)، 85-101.
علیجانی، بهلول. (1387). آب و هوای ایران، چاپ هشتم، انتشارات دانشگاه پیام‌نور، تهران.
علیجانی، بهلول؛ جعفرپور، زین‌العابدین؛ بیدختی، علی‌اکبر؛ مفیدی، عباس. (1386). تحلیل سینوپتیکی الگوهای گردشی بارش‌های موسمی جولای 1994 در ایران، تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی، 7(5)، 7-38.
قرایلو، مریم؛ صدر دادرس، پگاه؛ بیدختی، علی‌اکبر؛ محمودیان، علیرضا. (1400). بررسی ارتباط بین آلودگی هوا و آذرخش در طی رخدادهای توفان تندری سال‌های 2009 تا 2013 در شهر تهران، محیط شناسی، 47(2)، 121-129.
کاویانی، محمدرضا؛ علیجانی، بهلول. (1395). مبانی آب و هواشناسی، چاپ نوزدهم، انتشارات سمت، تهران.
مفیدی، عباس؛ زرین، آذر؛ جانباز قبادی، غلامرضا. (1386). تعیین الگوهای همدیدی بارش‌های شدید و حدی پاییزه در سواحل جنوبی دریای خزر، فیزیک زمین و فضا، 33(3)، 131-154.
Abreu, L. P., Gonçalves, W. A., Mattos, E. V., Albrecht, R. I. (2020). Assessment of the total lightning flash rate density (FRD) in northeast Brazil (NEB) based on TRMM orbital data from 1998 to 2013. International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation, 93, 102195. https://doi.org/10.1016/j.jag.2020.102195
Aich, V., R. H. Holzworth, S. J. Goodman, Y. Kuleshov, C. Price, Williams, E. R.,  (2018).  Lightning: A New Essential Climate Variable, Eos, 99. https://doi.org/10.1029/2018EO104583
Albrecht, R.I., Goodman, S.J., Buechler, D.E., Blakeslee, R.J., Christian, H.J., (2016). Where are the lightning hotspots on earth? Bull. Am. Meteorol. Soc. 97, 2051–2068. https://doi.org/10.1175/BAMS-D-14-00193.1
Cardoso, I., Pinto, O., Pinto, I.R.C.A., Holle, R., (2014). Lightning casualty demographics in Brazil and their implications for safety rules. Atmos. Res. 135–136, 374–379. https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2012.12.006
Cecil, D., Buechler, D., Blakeslee, R., (2014). Gridded lightning climatology from TRMM-LIS and OTD: dataset description. Atmospheric Research, 135–136, 404–14. https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2012.06.028
Christian, H., (2003). Global frequency and distribution of lightning as observed from space by the optical transient detector. Journal of Geophysical Research, 108, 4005. https://doi.org/10.1029/2002JD002347
Dayeh, M. A., Farahat, A., Ismail-Aldayeh, H., Abuelgasim, A., (2021). Effects of aerosols on lightning activity over the Arabian Peninsula. Atmospheric Research, 261, 105723. https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2021.105723
Farias, W.R.G., Pinto, O., Pinto, I.R.C.A., Naccarato, K.P., (2014). The influence of urban effect on lightning activity: evidence of weekly cycle. Atmos. Res. 135–136, 370–373. https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2012.09.007
Finney, D.L., Doherty, R.M., Wild, O., Stevenson, D.S., MacKenzie, I.A., Blyth, A.M., (2018). A projected decrease in lightning under climate change. Nat. Clim. Chang. 8, 210–213. https://doi.org/10.1038/s41558-018-0072-6
Huth, R., Pokorna, L., (2005). Simultaneous analysis of climatic trends in multiple variables. International Journal of Climatology, 25, 469-484. https://doi.org/10.1002/joc.1146
IPCC, 1996. Climate change (1995). The science of climate change. Eds. J. T. Houghton, L. G. Meira Filho, B. A. Callander, N. Harris, A. Kattenberg and K. Maskell. Cambridge University Press, Cambridge, UK
Kastman, J., Market, P., Fox, N., Foscato, A., Lupo, A., (2017). Lightning and rainfall characteristics in elevated vs. surface based convection in the midwest that produce heavy rainfall. Atmosphere (Basel), 8, 36. 10.3390/atmos8020036
Krause, A., Kloster, S., Wilkenskjeld, S., Paeth, H., (2014). The sensitivity of global wildfires to simulated past, present, and future lightning frequency. J. Geophys. Res. Biogeosciences 119, 312–322. https://doi.org/10.1002/2013JG002502
Lavigne T, Liu C, Liu N., (2019). How does the trend in thunder days relate to the variation of lightning flash density? J Geophys Res, 124, 4955–74. https://doi.org/10.1029/2018JD029920
Li, J., Wu, X., Yang, J., Jiang, R., Yuan, T., Lu, J., Sun, M., (2020). Lightning activity and its association with surface thermodynamics over the Tibetan Plateau, Atmospheric Research, 245, 105118. https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2020.105118
Lin-Lin, Z., Jian-Hua, S., Jie, W., (2010). Thunder events in China: 1980-2008. Atmospheric and Oceanic Science Letters, 3(4), 181-188. https://doi.org/10.1080/16742834.2010.11446866
Ma M, Tao S, Zhu B, (2005). Response of global lightning activity to air temperature variation. Chin. Sci. Bull., 50, 2640–4. https://doi.org/10.1007/BF03183663
Ni, X., Zhang, Q., Liu, C., Li, X., Zou, T., Lin, J., Ren, Z., (2017). Decreased hail size in China since 1980. Scientific reports, 7(1), 10913. https://doi.org/10.1038/s41598-017-11395-7
Orville, R., Henderson, R. W., (1986). Global distribution of midnight lightning: September 1977 to August 1978. Mon. Weather Rev. 119, 573-577. https://doi.org/10.1175/1520-0493(1986)114<2640:GDOMLS>2.0.CO;2
Peterson, W. A., Rutledge, S. A., (1998). On the relationship between cloud-to-ground lightning and convective rainfall. J. Geophys. Res., 103, 14025-14040. https://doi.org/10.1029/97JD02064
Price C, Asfur M., (2006). Can lightning observations be used as an indicator of uppertropospheric water vapor variability? Bull Am Meteorol Soc, 87, 291–8. http://www.jstor.org/stable/26217147.
Price, C. G., (2013). Lightning applications in weather and climate research, Surv. Geophys., 34(6), 755–767. 10.1007/s10712-012-9218-7
Qie, K., Qie, X., Tian, W., (2021). Increasing trend of lightning activity in the South Asia region. Science Bulletin, 66, 78–84.‌  https://doi.org/10.1016/j.scib.2020.08.033
Qie, K., Tian, W., Wang, W., Wu, X., Yuan, T., Tian, H., Luo, J.,Zhang, R., Wang, T., (2020). Regional trends of lightning activity in the tropics and subtropics, Atmospheric Research, 242, 104960. https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2020.104960.
Rafati, S., Fatahi, E., (2022). Effects of Regional Thermodynamic Parameters on Lightning Flash Density as an Indicator of Convective Activity Over Southwest Iran, Pure and Applied Geophysics, https://doi.org/10.1007/s00024-022-03002-2.
Romps, D.M., Seeley, J.T., Vollaro, D., Molinari, J., (2014). Projected increase in lightning strikes in the United States due to global warming. Science, 346, 851–854. 10.1126/science.125910
Sonnadara, U., (2016). Spatial and temporal variations of thunderstorm activities over Sri Lanka. Theoretical and applied climatology, 124(3-4), 621-628. https://doi.org/10.1007/s00704-015-1442-x
Taszarek, M., Allen, J., Pْčik, T., Groenemeijer, P., Czernecki, B., Kolendowicz, L., Lagouvardos, K., Kotroni, V., Schulz, W., (2019). A climatology of thunderstorms across Europe from a synthesis of multiple data sources. J. Clim. 32, 1813–1837. https://doi.org/10.1175/JCLI-D-18-0372.1
Williams E, Guha A, Boldi R, Christian, H., Buechler, D., (2019). Global lightning activity and the hiatus in global warming. J Atmos Sol Terr Phys, 189, 27–34. https://doi.org/10.1016/j.jastp.2019.03.011
Williams, E. R., (2009). The global electrical circuit: A review. Atmospheric Research, 91(2-4), 140-152. https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2008.05.018
Wu, X., Yuan, T., Qie, K., Luo, J., (2020). Geographical distribution of extreme deep and intense convective storms on Earth. Atmos. Res. 235, 104789. https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2019.104789
Zhang, Q., Ni, X., & Zhang, F., (2017). Decreasing trend in severe weather occurrence over China during the past 50 years. Scientific Reports, 7, 42310. 10.1038/srep42310
Zipser, E. J., Cecil, D. J., Liu, C., Nesbitt, S. W., Yorty, D. P., (2006). Where are the most: intense thunderstorms on Earth? Bulletin of the American Meteorological Society, 87, 1057–1071. https://doi.org/10.1175/BAMS-87-8-1057