بخشی از مقاله
چکیده
تبخیر-تعرق یکی از مؤلفههای اصلی چرخه هیدرولوژیکی است که شناسایی تغییرات آن اطلاعات ارزشمندی را برای مطالعات هیدرولوژیکی، برنامهریزی آبیاری و مدیریت منابع آب فراهم میآورد. در این تحقیق، روند تغییرات سالانه تبخیر-تعرق گیاه مرجع - ET0 - در پانزده ایستگاه سینوپتیک در غرب و جنوبغرب ایران طی سالهای 1345 تا 1384 با استفاده از آزمونهای کندال، اسپیرمن و من-کندال رتبه ای مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. همچنین، اثرات حذف خودهمبستگی بر نتایج آزمون های روند با استفاده از روش pre-whitening مورد بررسی قرار گرفت.
نتایج نشان داد که روند تغییرات ET0 در 73 درصد از ایستگاههای مورد مطالعه افزایشی بوده است. روندهای معنیدار ET0 فقط در سه ایستگاه خرمآباد، شهرکرد و زنجان به ترتیب به میزان 0/016، 0/006 و 0/006 میلیمتر در روز در هر سال مشاهده گردید. روندهای معنیدار ET0عموماً از دهه پنجاه آغاز شده که میتواند به روند صعودی معنیدار سرعت باد مرتبط باشد. همچنین نتایج این تحقیق حاکی از آن است که آزمون کندال حساسیت بیشتری نسبت به آزمون اسپیرمن به خودهمبستگی در دادههای ET0 دارد.
مقدمه
تا قبل از شروع انقلاب صنعتی در جهان، امکان رخداد تغییر در اقلیمِ هر منطقه در دراز مدت ممکن نبود. اما با آغاز انقلاب صنعتی و رشد صنایع و کارخانه ها و به تبع آن افزایش مصرف سوخت های فسیلی از یکسو و تخریب جنگل ها و تغییر کاربری اراضی کشاورزی از سوی دیگر، باعث افزایش گازهای گلخانهای خصوصاً گاز CO2 در چند دهه اخیر شده است. این افزایش سبب شده تا امواج مادون قرمز ساطع شده از زمین، بیش از پیش توسط گازهای گلخانه ای جذب گردد که این امر باعث گرمتر شدن اتمسفر کره زمین گردیده است.
گرمتر شدن کره زمین نیز به نوبه خود بر وضعیت اجزای دیگر سیستم اقلیم تأثیر گذاشته و پدیده ای را بوجود آورده که در نوشته های علمی به آن تغییر اقلیم1 گفته میشود
بر اساس تحقیقات صورت گرفته، تغییر اقلیم موجب تغییر الگوهای بارندگی و بروز رخدادهای آب و هوایی حدی در اکثر نقاط جهان شده است. امروزه موضوع تغییر اقلیم جهانی، بیش از هر زمان دیگری مورد بحث کارشناسان و سیاستگذاران در عرصههای بینالمللی است چرا که این تغییرات، باعث بروز اثرات و پیامدهای بسیاری بر اکوسیستمهای طبیعی و کشاورزی گردیده و در آینده نیز خواهد گردید. بازخورد این پیامدها در نهایت فعالیتهای انسان در زمینههای مختلف بهویژه تولیدات غذایی را تحت تأثیر قرار خواهد داد
مطالعات متعدد صورت گرفته در ایران حاکی از آن است که در اثر پدیده تغییر اقلیم تغییرات قابل توجهی در پارامترهای هواشناسی طی چند دهه اخیر رخ داده است
با توجه به تأثیرپذیری مستقیم مقادیر تبخیر و تبخیر-تعرق از پارامترهای هواشناسی، بنابراین انتظار میرود تغییر اقلیم موجب تغییر در میزان تبخیر و تبخیر -تعرق گردد. نتایج تحقیقات صورت گرفته در نقاط مختلف جهان صحت این مطلب را تأیید می کند
متأسفانه علیرغم اهمیت بسیار زیاد تبخیر و تبخیر-تعرق در برنامهریزی آبیاری و مدیریت منابع آب، تاکنون مطالعات چندانی در زمینه بررسی روند تغییرات تبخیر و تبخیر-تعرق در ایران انجام نشده است. طبری و معروفی - 2011 - روند تغییرات تبخیر از تشت را در 12 ایستگاه در استان همدان با استفاده از آزمونهای من -کندال، 1سِن2 و رگرسیون خطی طی سالهای 1982 تا 2003 مورد مطالعه قرار دادند.
نتایج آنها حاکی از روندهای افزایشی معنیدار تبخیر از تشت در 67 درصد از ایستگاه-های مورد مطالعه بود. آنها روندهای افزایشی معنیدار ایجاد شده در تبخیر از تشت را به روندهای افزایشی دمای هوا در این ایستگاهها مرتبط دانستند.
نیکبخت - 1389 - در تحقیقی پیرامون بررسی اثر تغییر اقلیم بر مقدار تبخیر-تعرق گیاه مرجع چمن - ET0 - ، تأثیر این شرایط بر مقدار ET0 در منطقه تبریز را مورد بررسی قرار داد. در این تحقیق مقادیر میانگین متحرک سی ساله ET0 نسبت به مقادیر میانگین بلندمدت دوره آماری 40 - ساله - در طول 6 ماه اول سال که کشت و کار در آن انجام می گیرد، مورد مقایسه قرار گرفت.
بر اساس نتایج این تحقیق معلوم شد که در دوره های 30 ساله منتهی به سالهای اخیر، مقادیر ET0 نسبت به مقادیر میانگین بلند مدت ET0 بیشتر بود. در تحقیقی دیگر طبری و همکاران 2011b - ، - 2011c روند تغییرات ET0 در تمامی ایستگاههای سینوپتیک ایران با دادههای چهل ساله - 2005-1996 - با استفاده از آزمونهای من-کندال، سِن و رگرسیون خطی را مورد بررسی قرار دادند.
نتایج این تحقیقات نشان داد که ET0 در اغلب ایستگاهها طی چهار دهه گذشته افزایش یافته است. اما روند افزایشی فقط در 30 درصد ایستگاهها معنیدار بود. در مقیاس ماهانه، بیشترین روند معنیدار ET0 در نیمه شرقی کشور در ماه فوریه و در نیمه غربی کشور در ماه سپتامبر مشاهده گردید.
با توجه به عدم بررسی تأثیر خودهمبستگی3 بر نتایج آزمونهای ناپارامتری 4 در مطالعات پیشین، هدف از این تحقیق بررسی تأثیر خودهمبستگی بر روند تغییرات ET0 در پانزده ایستگاه سینوپتیک واقع در غرب و جنوبغرب کشور طی سالهای 1345 تا 1384 بود.
مواد و روشها
برای بررسی روند تغییرات ET0 در غرب و جنوبغرب کشور، از دادههای پانزده ایستگاه سینوپتیک استفاده شد
مشخصات جغرافیایی ایستگاههای مورد بررسی در جدول 1 ارائه شده است.
با توجه به سال تأسیس ایستگاههای انتخابی، طول دوره آماری قابل دسترس متفاوت بود، بنابراین در اولین مرحله، با بررسی دوره های آماری هر ایستگاه، یک دوره زمانی مشترک 40 ساله - 1345-1384 - برای کلیه ایستگاهها انتخاب شد.
میانگین دادههای بیشینه، کمینه و میانگین دمای هوا، دمای نقطه شبنم، بیشینه، کمینه و میانگین رطوبت نسبی، فشار بخار هوا، سرعت باد در ارتفاع 2 متری، بارش و ساعات آفتابی از این ایستگاهها تهیه شد. قبل از محاسبه مقادیر ET0، کیفیت دادهها از طریق آزمون همگنی مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور از آزمون جرم مضاعف5 جهت بررسی همگنی داده های هر ایستگاه با سایر ایستگاهها - برای یک دوره آماری مشترک - و از آزمون توالی6 جهت ارزیابی همگنی دادههای هر ایستگاه استفاده گردید.
شکل : - 1 - موقعیت جغرافیایی منطقه و ایستگاههای سینوپتیک مورد مطالعه
جدول : - 1 - مشخصات جغرافیایی ایستگاههای مورد مطالعه
برای محاسبه مقادیر ET0 از آخرین رابطه اصلاح شده پنمن-مانتیث1 توسط سازمان فائو - رابطه - 1 به عنوان روش استاندارد و نرمافزار REF-ET - آلن، - 2000 استفاده شد.
ET0 تبخیر-تعرق گیاه مرجع - میلیمتر در روز - ، Ta دمای هوا - درجه سانتیگراد - ، U2 سرعت باد در ارتفاع 2 متری - متر بر ثانیه - ، Rn تابش خالص خورشیدی - مگاژول بر مترمربع در روز - ، - es-ea - کمبود فشار بخار اشباع هوا - کیلوپاسکال - ، G شار حرارتی خاک - مگاژول بر مترمربع در روز - ، شیب منحنی فشار بخار اشباع نسبت به دما - کیلوپاسکال بر درجه سانتیگراد - و ثابت سایکرومتری - کیلوپاسکال بر درجه سانتیگراد - میباشند
برای تعیین وجود یا عدم وجود روند معنی دار در داده های سری زمانی از آزمونهای ناپارامتری اسپیرمن - دل ریو و همکاران، - 2005 و کندال - آزمون - - ما و همکاران، - 2008 استفاده شد. همچنین برای تعیین سال آغاز روندهای معنیدار از آزمون من-کندال رتبهای - اسنیرس، - 1990 استفاده گردید. شرط لازم برای بکارگیری آزمونهای ناپارامتری، مستقل و تصادفی بودن دادهها در سری زمانی میباشد.
