بخشی از مقاله
چکیده
بارش در بندرلنگه در دامنه گسترده ای از تغییرات صورت می گیرد و در بعضی سال ها بارش کمتر از24میلیمتر ویا بیشتر از 342میلیمتر می باشد در این تحقیق از روش های آماری ناپارامنریک وپارامتریک برای تحلیل بارش سالانه وماهانه بندرلنگه استفاده شده است. روش های آماری شامل.تابع خود همبستگی ، برازش یک خط به داده ها - رگرسیون خطی - ، آزمون رتبه ای مان - کندال ، توزیع گاماو سری زمانی می باشد.
مقدمه
میدانیم که به دنبال پدیده گرم شدن زمین الگوی بارش جهانی نیزتغییرخواهدکرد اما هم اکنون نمی توانیم چگونگی این تغییرات را به روشنی مشخص کنیم آن چنان که از شواهد گذشته بر می آید گمان می رود تغییرالگوی بارش متاثراز تغییر تبخیر و دگرگونی الگوی گردش عمومی باشد . به دنبال تغییرالگوی عمومی، برخی نواحی مرطوب تر و برخی نواحی خشک تر می شوند گذشته ازتغییر مقدار ریزش های جوی، زمان بارش ونوع آن نیز دگرگونی میپذیرد
استان هرمزگان از نظر شرایط اقلیمی از سه ویژگی جغرافیایی تاثیر می پذیرد ، نخست آنکه این استان در عرضهای جغرافیایی 25 درجه و 24 دقیقه تا 28 درجه و 57 دقیقه دیقاً در کمربند بیابانی جهان قرار گرفته و کمترین ریزش های سالیانه جهان در این کمربند جغرافیایی و اقلیمی رخ می دهد. از این رو گفته می شود که عرض جغرافیایی به گونه ایکاملاً مشخص بر شکل گیری اقلیم های استان تأثیر می گذارد. دوم آنکه مجاورت استان با خلیج فارس ودر بخش هایی با دریای عمان مناطق وسیعی از استان را تحت تاثیر پدیده ای ناشی از مجاورات بسترهای بزرگ آبی با خشکی ،که ازآن جمله کمی دامنه نوسان دمای سالانه است قرار میدهد وسوم ارتفاع استان از سطح دریا که این امرنیز شرایط خاصی را از نظر اقلیمی بر این بخش ها مسلط می سازد.
مهمترین سیستم های هواشناسی و توده های هوای مؤثر بر استان هرمزگان شامل کم فشار حرارتی سودانی، پرفشار زمستانی شمالی، کم فشار حرارتی هند، کم فشار حرارتی عربستان، کویر و کم فشار مدیترانه ای است. در استان هرمزگان فاکتور ارتفاع به عامل تعیین کننده ای در شکل گیری اقلیم های حاکم بر استان مبدل شده است.
عرض کم جغرافیایی استان بر تابش خورشید و رژیم دمایی آن به شدت تأثیر می گذارد؟ به نحوی که این استان در قلمرو گرم ترین مناطق حرارتی کشور قرار دارد. به سبب نزدیکی این منطقه به مدار رأس السرطان استان پتانسیل حرارتی بالایی داشته و بخش های وسیعی از استان در شمار گرم ترین نواحی کشور قرار گرفته اند.مطالعه بارندگی از دیدگاه آماری به ویژه از دهه 1980 به بعد بنحو گستردهای مورد توجه بوده است
از این قبیل می توان به کارهای مک گیورکب7ب، کاتزولیس وکامبتزلدیسب4ب اشاره کرد.بررسیهای آماری بارش در ایران مدت کوتاهی است که موردتوجه واقع شده است. در این زمینه کاویانی وعساکره ب 5ب بررسی آماری روند بلند مدت بارش سالانه اصفهان به این نتبجه رسیدند که بارندگی اصفهان طی 103 سال گذشته حاوی رفتاری پایدار بوده و تنها چهار فاز در بارندگی را تجربه نموده است.محمدی ب8ب تحلیل روند بارش استان کردستان به این نتیحه رسید که بارش ایستگاهای مورد مطالعه دارای روند کاهشی معنی داری را نشان میدهد.هدف اصلی تحقیق شناخت ،تحلیل روند وچرخه های پنهان در بارش سالانه بندرلنگه می باشد.
مواد وروش ها - موقعیت منطقه
در این تحقیق آماربارش ایستگاه سینوپتیک بندرلنگه که فاصله یک کیلومتری ساحل خلیج فارس ودر ارتفاع 5 متری سطح دریا و در 56 درجه 17 دقیقه طول شرقی و 27 درجه 11 دقیقه عرض شمالی می باشدواز سا ل میلادی 1957 تا2012 به مدت 56 سال مورد بررسی قرار گرفته است.
- مراحل انجام کار:
- جمع آوری آمار و اطلاعات:
داده ها و اطلاعات مورد نیاز شامل متوسط بارندگی سالانه از سایت اداره کل هواشناسی استان هرمزگان دریافت شد و برای تجزیه و تحلیل از نرم افزار excel، iM ni t ab و spss استفاده گردید.
- انتخاب طول دوره آماری :
در این تحقیق بارش از سا ل میلادی 1966 تا2010 به مدت 45 سال مورد بررسی قرار گرفته است.وداده ای بارندگی ایستگاه از آنجا که این ایستگاه یکی ازمهمترین وقابل استناد ترین اسیتگاه های استان هرمزگان بود داده فاقد افتادگی بوده وهرسال به طور منظم به ثبت رسیده است.
- مشخصات عمومی بارش بندرلنگه:
با توجه به شکل شماره - - 1 رفتار بارش بندرلنگه میانگین بارش بندرلنگه دراین بازه 45 ساله 137 میلیمتر می باشد. حداکثر بارش 402,7 میلیمتربوده. جدول شماره - 1 -
شکل -2 توزیع چوله به راست بارش بندرلنگه
مشخصات عمومی بارش بندرلنگه رانشان میدهد ،ومشخص می نماید که بارش ایستگاه با توجه به بیشتر بودن میانگین از میانه ومد نشان دهنده ، شکل شماره - 2 - ، توزیع چوله به راست می باشد.
شکل -1 رفتار بارش بندرلنگه
جدول -1 مشخصات عمومی بارش بندرلنگه
-توزیع گاما در برازش بارش سالانه:
بسیاری از متغیرهای اقلیمی نظیر بارش وسرعت باد،ضمن اینکه تنها ارزشهای بزرگتر از صفررا اختیار میکنند،نامتقارن وعمدتا چوله به راست هستند.هر چندبه لحاظ تئوری می توان یک توزیع نرمال بر آنها برازش داد. اما نتایج صحیح ونا دقیقی به دست نخواهد آمد. توزیهای آماری پیوسته ی متنوعی وجود دارد که در سمت چپ، محدود به صفر وچوله به راست اند.
یکی از این توزیع ها که کاربرد بی شماری به ویژه برای بارش سالانه دارد ،توزیع خانواده گاما است این توزیع دو فراسنجی رابطه مهمی با توزیع پواسون دارد وبه شدت وابسته به تابعی به نام توزیع گاماست .هر چند توزیع گاما دوفراسنجی از توزیع نرمال پیچیده تر وبرآورد فراسنج های آن مشکل تر است،اماانعطاف پذیری شکل توزیع گاما آن را به عنوان نامزدی شایسته برای مشاهدات چوله به راست ،به ویژه بارش،ساخته وکاربرد آن در ارتباط با تحلیل بارش زیاد کرده است.
تابع چگالی احتمال متغیر تصادفی گامای دو فراسنجی برای مقادیر مثبت - ً - x>با فراسنج های وk به شکل زیر بیان میشود.فراسنج kبه فراسنج شکل مرسوم است وچولگی توزیع را بیان می دارد.در حالی که فراسنج مقیاس است ومقیاس/عرض توزیع را بیان می دارد. برحسب مقدار فراسنج شکل - k - که فاقد بعد است،توزیع گاما اشکال مختلفی به خود می گیرد توجه کنید برای مقادیر ٌk<در شرایطی که متغیر تصادفی به صفر میل میکند تابع چگالی به بی نهایت میل میکند.
یعنی بیش ترین احتمال در مقادیر کم خواهد بود.این بیان گر چولگی به راست شدید توزیع خواهدبود.در صورتی کهٌk>باشد، تابع چگالی احتمال گاما از موقعیت ًّ”ًf “آغاز میشودوبه سمت مقادیر بالاتر,بیشینه خود را تجربه میکند.این بدان معنی است که احتمال وقوع بیشینه ،از مقادیر بیش تر رخ می دهد.هر چه kبزرگتر شود،چولگی کاهش می یابدو انتقال چگالی احتمال به سمت راست بیشتر می شود برای مقادیردیر بسیار بزرگ - kبیش از 50تا - 100توزیع گاما به شکل توزیع نرمال نزدیک میشود.
فراسنج مقیاس - - بر حسب بزرگی دادها x موجب فشردگی وگشیدگی تابع چگالی توزیع گاما می شود. بر خلاف فراسنج شکل - k - که فاقد بعد است،فراسنج مقیاس از یکای xتبعیت میکند. با بزرگ شدن مقدار فراسنج مقیاس - - توزیع به سمت راست کشیده میشود.
- تحلیل روند بارش سالانه به کمک آزمون مان
– کندال
برخی سریهای اقلیمی از جمله بارش به طور کلی از توزیع نرمال ”بهنجار“تبعیت نمیکند. به پیشنهاد سازمان جهانی هواشناسی تحلیل روند غیرخطی بر داده های اقلیمی ”به خصوص داده های غیر نرمال مانند بارش سالانه“ برازش مناسب تری پیدا میکند در این صورت می توان از آزمونهای رتبه ای استفاده نموداز آنجا که مقادیر بارندگی از توزیع نرمال و رفتار خطی تبعیت نمی کنند می توان آزمون رتبه ای مان ؛کندال استفاده نمود این آزمون، آزمونی ساده است که نیاز به توزیع فراوانی نرمال یا خطی بودن رفتار داده ها نداشته این آزمون در برابر مقادیر فرین برای مثال داده هایی که کشیدگی زیاد دارند مانند دادههای بارندگی ” و دادههایی که از رفتار خطی انحراف چشمگیری دارند - بسیار قوی بوده است ب5ب. در این تحقیق برای تعیین مقدار نمره برای بارش سالانه بندرلنگه از نرم افزار spssاستفاده گردید.
- چرخه های مجموع بارش سالانه به کمک تابع
خود همبستگی
کاربرد روشهای آماری به منظور شناخت رفتار خطی یا غیر خطی روند عناصر اقلیمی از بهترین روش های ارزیابی روند بلند مدت اقلیمی است یکی از روشهای ارزیابی رفتار خطی وشناسایی چرخه ای پنهان عناصر اقلیمی بررسی خود همبستگی در تاخیرهای مختلف است.
تابع خودهمبستگی“rk” فرمول - 3 - رابطه خطی موجود میان مشاهدات سری زمانی که باkوقفه واحد زمانی جدا شده اند را اندازه گیری میکند؟ میزان rk همیشه بین +1 و-1 میباشد ؟آن دسته از مقادیرr“k” که به عدد +1 نزدیک باشند که نشان دهنده این نکته می باشند که مشاهداتی که باk وقفه زمانی جدا شدهاند تمایل شدید به حرکت با یکدیگر در مسیر خطی وباشیبی مثبت دارند، مثلا اگر رابطه ی خطی بین بارش یکسال با همان مقادیر اما با تاخیر ده سال محاسبه شود و این رابطه مثبت و به لحاظ آماری معنی دار باشد، تکرار ده ساله را میتوان از آن استنباط نمود
یعنی انتظار میرود که پس از هر ده سال بارش سالانه مشابه تکرار شود ؟همچنین آن دسته از مقادیرr“k” که منفی و به لحاظ آماری معنی دار باشد به این مفهوم هستند که مشاهداتی که باkوقفه زمانی جدا شده اند، تمایلی شدید به حرکت با یکدیگر در مسیر خطی و باشیبی منفی دارند، یعنی اگر مثلا خودهمبستگی در تاخیر ده ساله منفی و معنی دار باشد، انتظارمی رود ده سال پس از هر ترسالی،سالِ خشک و ده سال پس از هر خشکسالی یکسال مرطوب رخ میدهد ؟ بنابراین خود همبستگی منفی الگویی نوسانی در بازه زمانیkرا نمایش می دهدواضح است که محاسبه و رسم خود همبستگی ها ”همبستگی نگار“در شناخت و درک چرخه های سری حایز اهمیت بسیار است
- برازش یک خط به داده ها - رگرسیون خطی - :
اگر میانگین سری های اقلیمی رفتاری نامانا یی را نشان دهند مقادیر پیرامون یک میانگین ثابت تغییرنمی کنند.در این صورت سری نا ایستا در میانگین گفته میشود. - عساکره، - 1390در این حالت برای مانا کردن دادها از روشهای تبدیل داده ها استفاده میشود که در این تحقیق از روش تفاضلها استفاده گردیده است. وپس از تبدیل معادله خط مربوطه یعنی رابطه بارش -زمان برازش شده است.
نتیجه گیری .1نتیجه توزیع گاما در برازش بارش سالانه
در شکل شماره - 3 - نمودار رفتار توزیع گاما زیربا توجه به کوچک بودن مقدار kوبزرگ بودن بیانگر چولگی زیاد تایع به سمت راست می باشد ونشان دهنده بارش کم ایستگاه می باشد.از آنجائیکه احتمال در گاما کمترین است.ب6ب %60 بارشهای صورت گرفته در ایستگاه بندرلنگه کمتراز میلی متر است. جدول شماره - - 2توزیع احتمال بارش بندرلنگه براساس برازش با توزیع گامارانشان میدهد
