بخشی از مقاله
چکیده
تغییرات اقلیم در طول قرن گذشته یک موضوع بسیار مهم است که جامعه علمی نگران ساخته و می تواند تأثیر عمده ای در سیستم های طبیعی و اجتماعی در مقیاس محلی، منطقه ای و طبیعی بگذارد. بارش یکی از مهم ترین متغیرهای اقلیمی و آب و هواشناسی است. تغییرات در الگوی بارش ممکن است به سیل، خشکسالی، کاهش تنوع زیستی و بهره وری کشاورزی منجر شود. بنابراین، نتایج روند مکانی و زمانی بارش برای تحلیل اقلیم و برنامه ریزی منابع آب مهم است. در این مطالعه تحلیل روند زمانی و مکانی از سریهای زمانی سالانه و ماهانه مجموعه ای از داده های 41 ایستگاه سینوپتیک ایران در طول دوره 1965-2005 انجام شد. روشهای آماری ناپارامتری من -کندال و ضریب همبستگی اسپیرمن و روش خود همبستگی، برای تعیین کمیت معنیداری روند،مقدار روند و تغییر روند به کار گرفته شد.
نتایج حاصله نشان داد که در سری زمانی سالانه 39 درصد از ایستگاه های مورد مطالعه بر اساس روش من- کندال و 41درصد بر اساس روش اسپیرمن و 29درصد از ایستگاهها بر اساس روش خود همبستگی دارای روند معنی داربوده اند. همچنین مشخص گردید که به جز ایستگاه بندرعباس که توسط نتایج به دست آمده از آزمون خودهمبستگی روند افزایشی معنی دار مشاهده شد، در هر سه روش برای ایستگاه ها روند کاهشی نسبتا مشابهی بدست آمد. بیشترین مربوط به ایستگاه تبریز - روش من-کندال - با مقدار 4/17 و بعد خرم آباد با میزان 3/98 که در هر سه روش در سطح 1 معنی دار شد و کمترین شیب کاهشی مربوط به ایستگاه یزد با میزان 2/41 بود که در اقلیم فراخشک قرار داشت.
کلمات کلیدی: تحلیل روند، تعداد روزهای بارندگی، آزمون من-کندال، ضریب اسپیرمن، آزمون خودهمبستگی
مقدمه
به دنبال بررسی روند پارامتر اقلیمی مانند متوسط درجه حرارت جهانی هوا - 2007 IPCC - ، فشار بخار - دور و همکاران، - 2012 ، بارش - مدرس و همکاران، - 2007 ، تابش خالص - ویلد، - 2009 ، و سرعت باد - مک ویکار و همکاران، - 2012 ، محققان در ایران پارامترهای اقلیمی در سری زمان های مختلف به خصوص درجه حرارت - کوثری و اسدس زارچ2011؛ کوثری و همکاران2011؛ صبوحی و همکاران2012؛ طبری و حسین زاده، - 2011 ، بارش - مدرس و رودریگز داسیلوا،2007؛ سلطانی و همکاران، - 2012 ،خشکسالی - بری ابرغویی وهمکاران، - 2011، رطوبت نسبی - کوثری و اسدس زارچ2011؛ کوثری و همکاران - 2011 و سرعت باد نزدیک سطح - کوثری و همکاران - 2011، نتایج نشان دهنده تعدادی روند به ویژه روند افزایشی برای دما است.
وجود روند در سری های هیدرومتئولوژی ممکن است ناشی از تغییرات طبیعی، مانند خشکسالی یا فعالیتهای انسانی مثل افزایش گازهای گلخانه ای باشد. بروز روند در عوامل اقلیمی هر ناحیه امری عادی بوده اما تداوم آن در سالهای بعد میتواند اثرات بارزتری بر مولفه های تولیدی و اقتصادی اجتماعی داشته باشد. تحقیقات انجام شده در زمینه مباحث تغییر اقلیم و اثرات آن بر محیط زیست و فعالیتهای محیطی بسیار متفاوت است. اما تحلیل روند متغیرهای محیطی در قالب تجزیه و تحلیل سری های زمانی به عنوان اولین گام تحقیق مطرح می باشد. ایران روی یکی از استراتژیک ترین نقاط جهان، خاورمیانه واقع شده است.
خاورمیانه تا حد زیادی دارای اقلیم خشک و نیمه خشک است و آب شیرین اغلب یکی از منابع کمیاب و با ارزش است. ترکیب دو عامل منابع آب شیرین تحت تنش و رشد سریع جمعیت بطور قابل ملاحظه ای آسیب پذیری منطقه به تغییرات آب و هوایی آینده افزایش می دهد - ایوانز،. - 2009 در حالی که برخی مطالعات مانند گزارش ارزیابی چهارم هیئت بین دولتی تغییر اقلیم - 2007 - IPCC اشاره می کند خاورمیانه، که در شرق حوضه مدیترانه قرار دارد یکی از مناطق آسیب پذیر در برابر پدیده تغییراقلیم است. بارش یکی ازپارامتر های مهم و پیچیده اقلیم است و معمولاً جمع بارش های یک نقطه در مقیاس های زمانی مختلف از توزیع های آماری مشخصی پیروی نمی کنند.
اهمیت بارش و تغییرات آن در کشور های خشک و نیمه خشک جهان بیشتر است. بنابراین مواردی از قبیل افزایش و کاهش بارش یا رخداد وقایع حدی از قبیل سیل و خشکسالی باید در مدیریت منابع آب و طرح های کشاورزی مورد توجه قرار گیرد. وقایع حدی پارامتر های اقلیمی در مقایسه با مقادیر میانگین اثرات بارزتر و اهمیت بیشتری در بخش های مختلف مانند کشاورزی، دارند. افزایش غلظت گازهای گلخانه ای با تسریع چرخه آب آشفتگی های اقلیمی همچون افزایش تعداد روزهای با بارش سنگین را که در بسیاری از مناطق خشک جهان یک واقعه حدی انگاشته می شود. به همراه خواهد داشت. - 2001 - IPCC
بنابراین منطقی به نظر می رسد که علاوه بر مقادیر میانگین، تغییرات مقادیر حدی و تغییرپذیری عناصر مهم مثل بارش نیز مورد توجه قرار گیرد. حسینی - 2007 - با مطالعه تغییرات 52 ساله بارش ایستگاه نوژه در ناحیه همدان نشان داد چولگی منحنی فراوانی بارشهای سالانه در این ایستگاه به سمت سالهای با بارش کمتر از حد میانگین است. رضائی و همکاران - 2005 - روند منفی در باران سالانه را در بسیاری از ایستگاههای مناطق خشک و نیمه خشک ایران نشان دادند که این روند در سطح اطمینان 95 معنی دار نبود. مدرس و همکاران - - 2007 روندهای افزایشی و کاهشی درمقدار باران ماهانه در منطقه بزرگی از مناطق خشک و یمه خشک ایران مشخص کردند که بیشتر در فصول زمستان و بهار معنی دار بود.
دی پاک و همکاران - 2012 - شناسایی روند بارش باران، روز های بارانی و حداکثر بارش 24 ساعته در روی آسام شمال شرقی هند با توجه به نتایج z آماری بدست آمده از آزمون من-کندال برای روزهای بارانی در مقایس زمانی سالانه و فصلی هر دو روند رو به بالا و رو به پایین در روزهای بارانی در ایستگاه های مختلف آسام تجربه شد. در مقیاس ماهانه کاهش روند در روزهای بارانی در ماه های ژوئن و ژوئیه که هفت ایستگاه از بیست و چهار ایستگاه معنی دار شد، در طی ماه های نوامبرتا ژانویه بیست و دو یا بیشتر سایت ها کاهش روند برای روزهای بارانی در آسام داشتند اما در - نوامبر - نه ، - ژانویه - دوازده و - دسامبر - هجده سایت، این روند آماری معنی دار بود.
نتایج نشان می دهد که اکثریت دارای روند آماری معنی دار بود - کاهشی - در سطح 5 معنی داری در ماه های دسامبر و ژانویه رخ داده است. کاهش قابل توجهی در تعداد روزهای بارانی بیش از سایت های مختلف از آسام در ماه ژانویه، ژوئن، جولای و دسامبر به دست آمده است. کاهش قابل توجهی در تعداد روزهای بارانی حداکثر تا 5 روز در ماه دسامبر اتفاق افتاده است. در مقیاس زمانی فصلی، اکثر سایت ها در آسام شاهد کاهش روند در روزهای بارانی بودند، اما در حدود نیمی از سایت ها در آسام به طور عمده در فصل های موسمی و پس از موسمی روند آماری معنی دار داشتند. هدف از بررسی حاضر تحلیل روند طولانی مدت پارامتر اقلیمی تعداد روزهای با بارندگی یک میلیمتر و بیشتر در یک دوره زمانی 41ساله در 41ایستگاه سینوپتیک کشور با سه روش من-کندال، ضریب اسپرمن و خودهمبستگی میباشد.
-2 مواد و روش ها
1-2 منطقه مورد مطالعه و داده های مربوطه
ایران با مساحتی حدود 1648000 کیلومتر مربع در جنوب غرب آسیا تقریبا بین 25 تا 40 درجه عرض شمالی و 44 تا 64 درجه طول شرقی قرار دارد. بر طبق نظر دین پژوه و همکاران . - 2011 - به طور کلی، ایران بر اساس طبقه بندی اقلیمی کوپن دارای طبقه بندی اقلیمی خشک - BW - و نیمه خشک - BS - است. در ایران منبع اصلی آب بارش است، که به طور معمول به مقدار 251 میلی متر و یا 413 بیلیون متر مکعب در سال است. این عمق بارش، کمتر از یک سوم متوسط بارش در جهان، - 831 میلی متر - و در حدود یک سوم متوسط بارش در آسیا، 732 - میلی متر - است - مالکی نژاد، . - 2009 بارش دریافتی ازلحاظ زمانی و مکانی بسیار متفاوت است.
با این حال، بیش از 70 بارش سالانه از طریق تبخیر و تعرق از دسترس خارج می شود - کوثری و همکاران،. - 2013 مقدار کم بارش سالانه، تنوع بسیار زیاد مکانی و زمانی بارش در مقایسه با پتانسیل فوق العادهی تبخیر و تعرق، ایران را یک کشور آسیب پذیر در ارتباط با تغییرات اقلیم و گرم شدن کره زمین می سازد. وضعیت توپوگرافی در ایران نیز قابل توجه است و نقش منحصر به فردی در اقلیم کشور بازی می کند. حوضه های کوهستانی و دشت سر به ترتیب، 53 و 47 درصد از مساحت کل ایران را شامل می شوند - اسدی زارچ و همکاران، . - 2011 این کوه ها نقش مهمی در توزیع بخار آب محسوس جوی در ایران دارند و در نتیجه، بسیاری از بخش های مرکزی و شرق ایران بارش کمتری از مناطق شمالی و غربی دریافت می کنند
شکل 1 توزیع 41 ایستگاه سینوپتیک مورد استفاده در این مطالعه نشان می دهد.ایستگاه ها دارای توزیع خوب با یک دوره مناسب از داده های جوی 41 - سال - ، که می تواند مطالعه روند تعداد روزهای همراه بارندگی یک میلیمتر و بیشتر را از لحاظ زمانی و مکانی پشتیبانی کند. داده ها از 41 ایستگاه سینوپتیک سازمان هواشناسی ایران جمع آوری شده است - . - http://www.weather.ir جدول 1 مشخصات کلی41 ایستگاه مورد مطالعه مانند ارتفاع، عرض جغرافیایی، طول جغرافیایی و وضعیت اقلیم منطقه از جنبه خشکی نشان می دهد. برای اطمینان از نرمال بودن سری داده های تشکیل شده از آزمون کولموگروف-اسمیرنوف استفاده شد. سپس بازسازی نواقص آماری به روش استفاده از ایستگاه های معرف محاسبه گردید.
