بخشی از مقاله
چکیده
در این مطالعه به بررسی روند تغییرات دمای ایران در مقیاس فصلی و سالانه در 45 ایستگاه منتخب، طی دوره آماری 1966 الی 2005 پرداخته شده است. دادههای مورد استفاده شامل میانگین دمای حداکثر و دمای حداقل فصلی و سالانه میباشد. آزمون من کندال که جزو متداولترین روشهای ناپارامتری است، جهت تحلیل روند تغییرات دادهها مورد استفاده قرار گرفت. سپس توزیع مکانی روندها و پهنهبندی نواحی دمایی حداکثر و حداقلها بر اساس مقادیر آماره من کندال در محیط نرم افزارArc GIS صورت گرفت. نتایج به دست آمده از این تحقیق نشاندهنده وجود روندهای معنیدار متفاوتی در سطح اطمینان 95 و 99 درصد در دماهای حداکثر و حداقل است. به طوری که تغییرات در دمای حداقلها بارزتر از دمای حداکثر است. دامنه روند دماهای حداقل بیش از دامنه روند دماهای حداکثر می باشد و دماهای حداقل در فصل زمستان روند افزایشی دارند. با بررسی بر روی مقادیر من کندال مشخص شد که در ایران 10 ایستگاه وجود دارد که روند تغییرات آنها بیش از سایر مناطق از روند اقلیم جهانی متأثر بوده که شامل ایستگاه کرمان، بندر انزلی، تربت حیدریه، مشهد، کرمانشاه، سبزوار، تبریز، زابل، رشت، رامسر میباشند.
مقدمه
امروزه مباحث زیادی در ارتباط با تغییرات اقلیمی در سراسر کره زمین بین متخصصان امر مطرح است و اغلب محققان از بین پارامترهای اقلیمی، دو عنصر مهم دما و بارش را به عنوان شاهدی در جهت اثبات فرضیههای خود مورد توجه قرار میدهند. به طوری که تمامی کشورها به دنبال تعیین روند تغییر در مؤلفههای اصلی آب و هوایی در مناطق خود پرداختند. عنصر دما یکی از مؤلفههای اصلی در پهنه بندی و طبقهبندی اقلیمی محسوب میشود و از این رو نوسانها و تغییر پذیری آن دارای اهمیت بیشتری است. امروزه به منظور تحلیل تغییرات اقلیمی توجه خاصی به سریهای زمانی دمایی معطوف شده است. از این رو مطالعات زیادی جهت تحلیل روند سریهای زمانی دما با استفاده از مدلها و روشهای پارامتری و ناپارامتری صورت گرفته است. بعضی از این مطالعات در سطح جهان بیانگر کاهش تدریجی در دمای متوسط است، و برخی بر افزایش دما دلالت دارد. رسولی - 1381 - ، به تحلیل سریهای زمانی دمای شهر تبریز از سال 1951 الی 2000 با استفاده از نمایه های موجود در سریهای زمانی - شاخصهای اولیه و مؤلفههای ثانویه - پرداخت. نتایج حاصله نشان میدهد که اولاَ میزان تغییرات و نوسانها در سریهای زمانی به ازای کلیه مقیاسها در دراز مدت بسیار قابل ملاحظه است و ثاناَی روندی مثبت در سری مشاهدات درجه حرارت شهر تبریز، به ویژه در مقیاس سالانه دیده میشود. بختیاری - 1382 - ، با استفاده از روشهای اختلاف از میانگین، میانگین متحرک، معادلات رگرسیون و مقادیر استاندارد به بررسی تغییرات عناصر دما و بارندگی کرمان، طی یک دوره آماری 29 ساله پرداخته است. معادلات رگرسیون هماهنگی افزایش و کاهش میزان درجه حرارت فصلی را با نوسانهای سالانه دما نشان میدهد، به طوری که نوسان دمای فصول تابستان و زمستان شدیدتر بوده و در فصول بهار و پاییز از نظم بیشتری برخوردار است. عزیزی و همکاران - 1384 - ، به ارتباط روند دماهای ایران با افزایش غلظت گاز CO2 جو پرداختند.
آن ها با بررسی 12 ایستگاه از آزمون ناپارامتریک من کندال استفاده نمودند. آنها دریافتند که در اکثر ایستگاههای مورد مطالعه روند افزایشی دما با شدتهای مختلف مشاهده میشود. که ممکن است متأثر از افزایش میزان CO2 جو باشد. شیر غلامی و قهرمان - 1384 - ، به بررسی روند تغییرات دمای متوسط سالانه 34 ایستگاه سینوپتیک ایران با دوره آماری 30 ساله به روش کمترین مربعات خطا و روش من کندال پرداختند. نتایج نشان داد که با در نظر گرفتن سطح معنیداری، سه ناحیه روند مثبت، روند منفی و بدون روند در ایران تشخیص داده شد. در 59 درصد ایستگاهها تغییرات دما دارای روند مثبت و 41 درصد ایستگاهها دارای روند منفی میباشند و بیشتر مناطق در سالهای آتی با افزایش دما رو به رو خواهند بود. عزیزی و روشنی - 1387 - ، به بررسی انحراف احتمالی برخی عناصر رطوبتی و دمایی سواحل جنوبی دریای خزر از حالت نرمال در یک مقطع زمانی 30 ساله بین سالهای آماری 1955 تا 1994 در پنج ایستگاه که با استفاده از روش رتبه ای من کندال پرداختند. تحلیل دادهها نشان میدهد زمان شروع بیشتر تغییرات ناگهانی و از هر دو نوع روند و نوسان بوده است. دستجردی و قویدل - 1387 - ، به بررسی دادههای حداقل و حداکثر مطلق سالانه دمای روزانه اصفهان در طی سالهای 1951 تا 2005 پرداختند و برای بررسی ارتباط بین آن ها با گرمایش جهانی، از دادههای متوسط جهانی ناهنجاری دما استفاده کردند. در این مطالعه از روشهای رگرسیون خطی و آماره من کندال برای آزمون معنیداری روند تغییرات سریهای دمایی استفاده شده است.
نتایج کلی این تحقیق نشانگر عدم تغییرات معنیدار در روند بلند مدت دماهای حداقل و حداکثر اصفهان بوده است با این وجود دماهای حداقل و حداکثر این ایستگاه از سال 1990 به بعد دچار تحول شده و روند رو به تغییری را طی کرده است. از از جمله مطالعاتی که در کشورهای خارجی در این زمینه صورت گرفته میتوان به کارهای گیل و واتارد1 - 1991 - ، هاسلمن - 1993 - 2، لتن مایر3 و همکاران - 1994 - ، تورکس - 1996 - 4 و زانگ5 و همکاران - 2000 - اشاره کرد. منتون6 و همکاران - 2000 - ، به بررسی روند دما و بارش حداکثر روزانه 91 ایستگاه واقع در 15 کشور جنوب شرق آسیا و جنوب اقیانوس آرام از سال 1961 تا 1998 در طی یک دوره 38 ساله پرداختند و نشان دادند که یک افزایش معنیداری در دمای روزها و شبهای گرم سال و کاهش معنیداری در دمای روزها و شبهای سرد سال وجود دارد. همچنین نتایج نشان میدهد که درصد تغییر در فصل زمستان و تابستان نسبت به فصل بهار و پاییز بیشتر است و زمان شروع تغییرات در ایستگاههای منطقه یکسان نیست. پرز 7 و همکاران - 2000 - ، اطلاعات دما را در بسیاری از نقاط جهان در بازه زمانی 1958 الی 1998 تحلیل کردند و برای نیمکره شمالی روند مثبت دما را برای اغلب نقاط اروپا، آمریکای شمالی و آتلانتیک در نوار 30 الی 50 درجه شمالی و روند منفی را برای ایسلند، گرینلند و سواحل شرقی کانادا به دست آوردند. گریز و همکاران - 2002 - ، دمای صد ساله اروپا را بررسی کردند و نشان داده اند که در غرب اروپا چرخهی دمای سالانه عقب و در شرق اروپا جلو افتاده است. در شرق اروپا نوسان سالانهی دما افزایش معناداری را نشان میدهد و تقریبا در سراسر منطقه دما روند افزایشی داشته است. آرورا8 و همکاران - 2005 - ، به بررسی روند متوسط دمای حداکثر و حداقل فصلی و سالانه 125 ایستگاه واقع در هند با استفاده از آزمون ناپارامتری من کندال پرداخته است. نتایج نشان میدهد که میانگین دمای سالانه، متوسط دمای حداکثر و حداقل به ترتیب تا نرخ 0/42، 0/92 و 0/09 درجه سانتیگراد افزایش یافته است. میانگین دمای فصلی تا 0/94 درجه سانتی گراد در فصل پس از موسمی و تا 1/1 درجه سانتی گراد در فصل زمستان افزایش یافته است. ایزبر9 - 2007 - ، به بررسی تاثیر توسعه شهری بر روی اقلیم شهر استانبول پرداخته است و از آزمون ناپارامتری من کندال بر روی دادههای حداقل دما استفاده کرده است. نتایج حاکی از افزایش معنیدار متفاوتی در سری زمانی دمای حداقل ایستگاه شهری و روستایی است. به طوری که این افزایش در ایستگاه استانبول بیش از اطراف میباشد و تغییر در دماها اغلب بعد از دهه 1970 و 1980 که رشد جمعیت شهری صورت گرفته است، دیده می شود و تحلیل فصلی نشان داد که تاثیر توسعه شهری بر روی اقلیم در فصل تابستان اغلب چشمگیر است. در پژوهش حاضر سعی شده است که با شناسایی روند و تغییرات زمانی دماها در ایران، به بررسی تاثیر روند دماهای حداقل و حداکثر از گرمایش جهانی و زمان شروع تغییرات و پراکندگی مکانی آنها از طریق نرم افزار Arc GIS مورد بررسی قرار گیرد. لذا جهت بررسی روند، دماهای حداکثر و حداقل فصلی وسالانه ایران و توزیع زمانی و مکانی آن از آزمون ناپارامتری رتبهای من کندال استفاده گردید.
مواد و روش ها داده های مورد استفاده:
در مطالعات تغییر اقلیم، آمار دراز مدت می توانند خصوصیات، تغییرات و چگونگی آن را تا اندازه زیادی نمایش دهند - عزیزی و روشنی:1387، . - 14 در ایران به دلیل نبود داده های آماری کافی تنها از داده های دمایی مربوط به 45 ایستگاه سینوپتیک و کلیماتولوژی ایران که دارای داده های بلند مدت 40 ساله1 در طی دوره آماری 1966 تا 2005 بودند، استفاده گردید. دلیل انتخاب این ایستگاه ها کامل بودن داده ها و توزیع مکانی مناسب آنها در سراسر محدوده جغرافیایی کشور ایران می باشد. پراکنش مکانی ایستگاه ها در شکل 1 درج شده است.
روش کار:
روند تغییرات سری زمانی میانگین دمای سالانه و فصلی ایستگاه ها با استفاده از آزمون ناپارامتری من کندال مورد بررسی قرار گرفت . از آزمون ناپارامتری من کندال برای تعیین وجود روند و معنی داری آنها استفاده می شود. علاوه بر آن روش فوق، اطلاعاتی را در مورد نقطه شروع روند و تغییرات ناگهانی اقلیم می دهد - گوسنز و برگر، 1986؛ کاراکا و همکاران، 1995 و تایان و همکاران، . - 1997 در این روش از رابطه زیر استفاده می شود:
n ترتیب زمانی داده ها و آماره t نسبت رتبه i به رتبه های ماقبل است. این شاخص دارای توزیع نرمال است . لذا جهت شناسایی معنی دار بودن از جدول منحنی نرمال استفاده می شود. امید ریاضی E، پراشVar و شاخص U به شرح روابط زیر محاسبه می گردند.
