extraction and analysis of synoptic patterns resulting in thunderstorm in ardabil plain

[ ' i n t r o d u c t i o n r n t h u n d e r s t o r m s p o s e a s i g n i f i c a n t t h r e a t t o m o d e r n s o c i e t i e s a n d t h e i r a s s e t s . d e s p i t e t h e i r l o c a l ' , ' s c a l e c h a r a c t e r i s t i c s ' , ' s e v e r e t h u n d e r s t o r m s a n d a s s o c i a t e d e x t r e m e e v e n t s l i k e h e a v y r a i n f a l l ' , ' h a i l ' , ' g u s t s ' , ' o r t o r n a d o e s c a n c a u s e c o n s i d e r a b l e d a m a g e t o a g r i c u l t u r e ' , ' b u i l d i n g s ' , ' o r i n f r a s t r u c t u r e ' , ' a n d f a c i l i t i e s . t h u n d e r s t o r m s a r e h i g h l y l o c a l i z e d a n d l a r g e l y s t a t i o n a r y w e a t h e r s y s t e m s . t h e y a f f e c t a l i m i t e d a r e a o f a b o u t 2 0 – 5 0 k m 2 ' , ' d e p e n d i n g o n t h e s i z e o f t h e c u m u l u s t o w e r . t h e y a r e a s s o c i a t e d w i t h s h o w e r c l o u d s i n w h i c h e l e c t r i c a l d i s c h a r g e s c a n b e s e e n a s l i g h t e n i n g a n d h e a r d a s t h u n d e r o n t h e g r o u n d . t h e y r e p r e s e n t a n a d v a n c e d s t a g e i n t h e d e v e l o p m e n t o f c o n v e c t i o n i n m o i s t a i r . t h e i m p o r t a n c e o f t h e r a i n f a l l g e n e r a t e d b y t h e t h u n d e r s t o r m s l i e s i n t h e f a c t t h a t i t i s l a r g e l y t o r r e n t i a l a n d o f h i g h i n t e n s i t y ' , ' a n d a s a r e s u l t m u c h i s l o s t a s r u n o f f w h i c h c a u s e s f l o o d i n g . b a s i c a l l y t h u n d e r s t o r m s o c c u r m o r e f r e q u e n t l y a b o v e l a n d a r e a s i n t h e w a r m s e a s o n ' , ' w h i l e t h e y a r e m o r e f r e q u e n t i n t h e c o l d s e a s o n o v e r o c e a n s . a l o t o f f a c t o r s i m p a c t t h e i r o c c u r r e n c e . a m o n g t h e m t h e m o s t i m p o r t a n t a r e t h e t h e r m o d y n a m i c a n d k i n e m a t i c s t a t e s o f t h e a t m o s p h e r e ' , ' t o p o g r a p h y ' , ' l a n d c o v e r ' , ' a n d i t s c o a s t a l c o n f i g u r a t i o n a n d a t m o s p h e r i c c i r c u l a t i o n c o n d i t i o n s . a r d a b i l i s l o c a t e d i n t h e n o r t h w e s t p a r t o f i r a n ' , ' f o r t h i s r e a s o n i t h a s a l w a y s b e e n u n d e r t h e i n f l u e n c e o f t h e t h u n d e r s t o r m s . d u e t o t h e g e o g r a p h i c l o c a t i o n a n d s p e c i f i c l o c a l c o n d i t i o n s i n t h i s r e g i o n ' , ' e v e r y y e a r n u m e r o u s t h u n d e r s t o r m e v e n t s h a p p e n i n t h i s a r e a a n d c a u s e s e v e r e d a m a g e s t o t h e a g r i c u l t u r e ' , ' u t i l i t i e s a n d i n f r a s t r u c t u r e s e c t o r s . f r o m t h i s p o i n t o f v i e w ' , ' s t u d y i n g t h i s p h e n o m e n o n i n d e t a i l a n d i d e n t i f y i n g t h e s y n o p t i c p a t t e r n s o f t h e g r o u n d s u r f a c e a n d u p p e r l e v e l s i n w h i c h t h e y a r e f o r m e d i n a r d e b i l a r e v i t a l a n d i m p o r t a n t f o r t h e r e g i o n . r n x a 0 r n m e t h o d o l o g y r n f o r t h i s s t u d y ' , ' i n i t i a l l y t h e r e l a t e d d a t a o f a r d a b i l t h u n d e r s t o r m s h a d b e e n r e c e i v e d f r o m t h e m e t e o r o l o g i c a l a g e n c y o f a r d a b i l . w i t h i n t h e r e l a t e d c o d e s w i t h t h e t h u n d e r s t o r m s ' , ' c o d e s f r o m 9 0 t o 9 9 d u r i n g t h e p e r i o d o f 2 0 y e a r s ( f r o m 1 9 9 2 t o 2 0 1 2 ) w e r e u s e d . a f t e r t h e i n i t i a l a r d a b i l t h u n d e r s t o r m ’ s d a t a a n a l y s i s ' , ' t h e 8 8 o b s e r v a t i o n a l d a y s t h a t t h u n d e r s t o r m o c c u r r e d i n w e r e i d e n t i f i e d ' , ' a n d o u t o f t h e 8 8 d a y s ' , ' t h e 4 3 d a y s t h a t w e r e c o m p a t i b l e w i t h t h e o b s e r v a t i o n a l h o u r s o f t h e n o a a d a t a ( 3 : 3 0 ' , ' 9 : 3 0 ' , 1 5 , 3 0 , 2 1 , ' 3 0 ) w e r e u s e d f o r t h e p a t t e r n i n g . t h i s i s s o t h a t t h i s r e s e a r c h d o e s n o t h a v e a n y t i m e c o n t r a d i c t i o n w i t h t h e u p p e r a t m o s p h e r e d a t a a n d t o b e j u s t i f i e d w i t h t h e i n t e r p r e t a t i o n a n d a n a l y s i s . t h e n ' , ' f o r t h e p a t t e r n i n g a n d e x t r a c t i o n o f p a t t e r n s i n t h e u p p e r a t m o s p h e r e a n d g r o u n d s u r f a c e ' , ' t h e r e l a t e d d a t a t o t h e p r e s s u r e o f t h e g r o u n d s u r f a c e a n d g e o p o t e n t i a l h e i g h t w e r e o b t a i n e d f r o m t h e s i t e w h i c h b e l o n g s t o t h e n a t i o n a l c e n t e r f o r e n v i r o n m e n t a l p r e d i c t i o n ( n c e p ) . t h u s ' , ' t o d o t h i s r e s e a r c h ' , ' t h e e n v i r o n m e n t a l t o c i r c u l a t i o n m e t h o d w a s u s e d . i n t h i s c a s e ' , ' b a s e d o n t h e r e c o r d e d d a t a i n t h e a r d a b i l s t a t i o n ' , ' t h e o c c u r r e d t h u n d e r s t o r m s w e r e i d e n t i f i e d a n d t h e n b y u s i n g t h e c l u s t e r i n g ' , ' e x t r a c t i o n a n d i d e n t i f i c a t i o n o f t h e p a t t e r n s w e r e p e r f o r m e d f o r t h e g r o u n d s u r f a c e a n d u p p e r a t m o s p h e r e . f o r t h e c l a s s i f i c a t i o n a n d e x t r a c t i o n o f t h e g r o u n d s u r f a c e p r e s s u r e p a t t e r n s a n d g e o ' , ' p o t e n t i a l h e i g h t w i t h t h e l e v e l o f 5 0 0 h p a ' , ' t h e d i v e r s e k i n d s o f h i e r a r c h i c a l c l u s t e r i n g m e t h o d s w e r e t e s t e d . f i n a l l y ' , ' b a s e d o n t h e r e s u l t s ' , ' t h e c l u s t e r i n g m e t h o d i n t o t h e e u c l i d e a n d i s t a n c e w a s k n o w n a s t h e b e s t m e t h o d a n d t h e r e s u l t s o f t h a t w e r e r e f l e c t e d i n t h e f o l l o w i n g r e s e a r c h . r n x a 0 r n x a 0 r n x a 0 r n r e s u l t a n d d i s c u s s i o n r n a c c o r d i n g t o t h e r e s u l t s o f h i e r a r c h i c a l c l u s t e r i n g ' , ' 4 p a t t e r n s o n t h e g r o u n d s u r f a c e a n d i n t h e l e v e l o f 5 0 0 h p a w e r e i d e n t i f i e d . t h e e x t r a c t e d p a t t e r n s c o u l d j u s t i f y b e a u t i f u l l y t h e a r d a b i l t h u n d e r s t o r m o c c u r r e n c e . t h e g r o u n d s u r f a c e p a t t e r n s t h a t l e a d t o t h e o c c u r r e n c e o f t h u n d e r s t o r m s a r e p a t t e r n 1 : t h e x a 0 f o r m a t i o n o f l o w p r e s s u r e o n i n d i a ' , ' s i b e r i a a n d h i g h p r e s s u r e o n n o r t h e r n e u r o p e a n d w e s t c h i n a ; p a t t e r n 2 : f o r m a t i o n o f l o w p r e s s u r e o n t h e g a n g e s v a l l e y ' , ' p e r s i a n g u l f a n d n o r t h e u r o p e a n d h i g h p r e s s u r e o n s i b e r i a a n d w e s t c h i n a ; p a t t e r n 3 : f o r m a t i o n o f l o w p r e s s u r e o n i n d i a a n d p e r s i a n g u l f a n d h i g h p r e s s u r e o n s i b e r i a a n d w e s t c h i n a ; p a t t e r n 4 : x a 0 f o r m a t i o n o f h i g h ' , ' p r e s s u r e o n t h e c e n t r a l a s i a a n d f r o n t o c c u r r i n g i n t h e n o r t h w e s t p a r t o f i r a n . t h e p a t t e r n s o f g e o ' , ' p o t e n t i a l h e i g h t w i t h t h e l e v e l o f 5 0 0 h p a t h a t l e a d t o t h e o c c u r r e n c e o f t h u n d e r s t o r m s a l s o a r e p a t t e r n 1 : f o r m a t i o n o f t h e t r o u g h o n t h e e a s t m e d i t e r r a n e a n a n d t h e p l a c e m e n t o f a r d a b i l i n e a s t p a r t o f t r o u g h ; p a t t e r n 2 : f o r m a t i o n o f t h e o m e g a b l o c k i n g o n t h e n o r t h e r n p a r t s o f t h e c a s p i a n s e a a n d p l a c e m e n t o n a r d a b i l i n s o u t h w e s t p a r t o f t h a t ; p a t t e r n 3 : t h e o c c u r r e n c e o f t h e c u t ' , ' o f f b l o c k i n g w i t h l o w p r e s s u r e o v e r t h e c e n t r a l a n d e a s t p a r t o f t u r k e y a n d i t s p l a c e m e n t o n a r d a b i l i n e a s t p a r t o f t h e t r o u g h m a d e b y t h a t ; a n d p a t t e r n 4 : t h e o c c u r r e n c e o f s p l i t f l o w b l o c k i n g i n c e n t r a l e u r o p e a n d i t s p l a c e m e n t o v e r a r d a b i l i n e a s t p a r t o f t h e t r o u g h . r n x a 0 r n c o n c l u s i o n r n a c c o r d i n g t o t h e r e s u l t s o f h i e r a r c h i c a l c l u s t e r i n g i n t h e g r o u n d s u r f a c e a n d i n u p p e r a t m o s p h e r e ' , ' t h e r e a r e d i f f e r e n t p a t t e r n s e f f e c t i v e o n a r d a b i l t h u n d e r s t o r m p r e c i p i t a t i o n . i n t h e g r o u n d s u r f a c e ' , ' f o r m a t i o n o f l o w p r e s s u r e o n t h e g a n g e s v a l l e y ' , ' s o u t h w e s t p e r s i a n g u l f ' , ' s i b e r i a a n d n o r t h e r n e u r o p e ' , ' a l s o h i g h p r e s s u r e o n t h e n o r t h e r n e u r o p e ' , ' s i b e r i a ' , ' w e s t c h i n a a n d t h e c e n t r a l a s i a p l a y e d a s i g n i f i c a n t r o l e i n t h e t h u n d e r p r e c i p i t a t i o n e v e n t s . o n t h e o t h e r h a n d ' , ' i n u p p e r a t m o s p h e r e ' , ' t h e s t u d y a r e a i n t h e e a s t p a r t o f t r o u g h a n d t h e f o r m a t i o n o f d i f f e r e n t p a t t e r n s o f b l o c k i n g ( o m e g a ' , ' s p l i t f l o w a n d c u t ' , ' o f f l o w p r e s s u r e ) p r o v i d e d t h e c o n d i t i o n f o r o c c u r r e n c e o f t h e t h u n d e r p r e c i p i t a t i o n i n a r d a b i l . 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