THE ROLE OF STRATOSPHERE-TROPOSPHERE ANOMALIES IN THE OCCURRENCE OF WIDESPREAD EXTREME LOW TEMPERATURES IN IRAN’S COLD SEASON FROM THE PERSPECTIVE OF POTENTIAL VORTICITY
Rola wirowości potencjalnej w kontekście oddziaływań między stratosferą a troposferą i jej wpływ na ujemne anomalie termiczne w Iranie w chłodnej porze roku
Mina Mirian, Mostafa Karampour, Sohrab Ghaedi
Przegląd Geofizyczny (2025) vol. 70, iss. 1-2, pp. 51-67
https://doi.org/10.32045/PG-2025-054
Streszczenie
Niniejsze badanie analizuje rolę anomalii stratosferycznych i troposferycznych w występowaniu niskich temperatur powietrza w Iranie podczas sezonu chłodnego przy wykorzystaniu indeksu wirowości potencjalnej (PV) w latach 1960–2010. Na podstawie 20% zanotowanych przypadków najniższych wartości temperatury zidentyfikowano rozległe przestrzennie fale chłodu w okresie od września do marca. Dni charakteryzujące się najniższymi wartościami temperatur posłużyły jako studia przypadków w celu analizy warunków cyrkulacyjnych determinujących wystąpienie silnego ochłodzenia. Oceniono współzmienność z wysokością geopotencjału na poziomach 1000 i 500 hPa oraz wirowość potencjalną na poziomach 50 i 500 hPa, a także na powierzchni izotropowej 330 K. W celu identyfikacji źródeł anomalii PV przeanalizowano także wilgotność właściwą na poziomie 700 hPa oraz dynamikę ruchów pionowych powietrza na poziomach 500 i 1000 hPa. Uzyskane wyniki wykazały, że anomalie wirowości potencjalnej w stratosferze oraz jej intruzje w dolne warstwy troposfery były głównymi czynnikami determinującymi występowanie fal chłodu w Iranie w okresie od września do marca.
Słowa kluczowe: wirowość potencjalna, stratosfera, troposfera, niska temperatura, Iran
Abstract
This study investigates the role of stratosphere-troposphere anomalies in the occurrence of widespread extreme low temperatures in Iran’s cold season using the potential vorticity index from 1960 to 2010. Based on the lowest 20% of extreme temperatures, widespread cold periods during the cold half of the year (September-March) were identified, and the most severe period was selected. Days with widespread very low temperatures were chosen as case studies for each season to analyze the dynamical and synoptic patterns governing the severe cold period. Synoptic circulation patterns, including geopotential height at 1000 and 500 hPa levels, and dynamical patterns such as potential vorticity at 50 and 500 hPa levels and on the 330 K isentropic surface, were plotted and analyzed. Specific humidity at the 700 hPa level and vertical velocity at 500 and 1000 hPa levels were also examined to identify the origin of potential vorticity anomalies. The results revealed that dynamical anomalies of stratospheric potential vorticity and its downward intrusion into the troposphere were the main factors behind the occurrence of widespread extreme low temperatures in Iran’s cold season. This highlights the role of stratosphere-troposphere exchanges in the occurrence of widespread extreme low temperatures during the studied period.
Keywords: Potential Vorticity, Stratosphere, Troposphere, Low Temperature, Iran
Article is licensed under CC BY 4.0
