بخشی از مقاله
چکیده با توجه به اهمیت موضوع تغییر اقلیم در قرن حاضر، بررسی روند پارامترهای اقلیمی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. لذا با توجه به اهمیت موضوع دما های حدی زودرس در فرآیند های هیدرولوژیکی، کشاورزی، محیط زیست، بهداشت و سلامت، روند دما های حدی در هشت ایستگاه سینوپتیک در شمال غرب ایران در طول دوره آماری - 1985-2010 - مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور از آزمون ناپارامتریک من کندال - M-K - استفاده گردید. همچنین شیب خط روند با روش ناپارامتریک تخمینگر شیب سن و روش پارامتریک شیب خط رگرسیون محاسبه گردید. نتایج حاصل نشان داد که در تمامی ایستگاه های مورد مطالعه دما های حدی زودرس در منطقه دارای روند افزایشی است که این روند افزایشی برای ایستگاه های اهر و سراب در سطح 0/05 و در سایر ایستگاههای در سطح 0/01 معنی دار است و بیشترین شیب تغییرات نیز مربوط به ایستگاه های مراغه و ارومیه به ترتیب با شیب 0/28 و 0/25 می باشد. همچنین بیشترین و کمترین آماره آزمون من کندال نیز به ترتیب مربوط به ایستگاههای مراغه و اهر با آماره 3/58 و 2/48 می باشد.
بهداشت، صنعت و اقتصاد را تحت تاثیرقرار دهد و ارزیابی این تغییرات در حوضههای آبریز، کمک فراوانی به چالش های مدیران و برنامهریزان منابع آب خواهدکرد تغییرات در الگوی اقلیمی به ویژه دما و بارندگی به عنوان یک نتیجهی منطقی از افزایش غلظت گازهای گلخانهای ممکن است فرایندهای هیدرولوژیکی، منابع آب موجود و آب در دسترس برای کشاورزی، شرب، صنعت، زندگی جانوری در رودخانهها و دریاچهها و نیروی برق آبی را تحت تاثیر قراردهدبه طور کلی دو روش آماری پارامتریک و ناپارامتریک به منظور بررسی وجود یا عدم وجود روند و تحلیل سری های زمانی و تغییر اقلیم ارائه میگردد که روش های ناپارامتریک کاربرد نسبتاً وسیع تر و چشمگیرتری دارند دلیل عمده استفاده از روش های ناپارامتریک در مقایسه با روش های آماری پارامتریک این است که روش های ناپارامتری برای دادههایی که فاقد توزیع نرمال می باشند مناسبتر عمل میکنند. از جمله روش های معتبر ناپارامتریک آزمون من کندال می باشد. این روش از معمولترین روش های آماری است که برای بررسی وجود روند های معنیدار در سری های زمانی اقلیمی مورد استفاده قرار میگیرد روند تغییرات دما و بارش در سرتاسر جهان یکسو نیست.
تغییر اقلیم الزاماً به معنی تغییر توأمان بارش و دما نمی باشد از طرفی اثبات وجود روند معنی دار در یک سری زمانی بارندگی به تنهایی نمی تواند دلیل قاطعی بر وقوع تغییر اقلیم در یک منطقه باشد بلکه فرض رخداد آن را تقویت می - نماید در همین راستا ایزبر - 2007 - ، با استفاده از آزمون ناپارامتری من کندال به بررسی داده های حداقل دما در استانبول پرداختند. نتایج حاکی از افزایش معنیدار متفاوتی در سری زمانی دمای حداقل ایستگاه های شهری و روستایی است به طوری که این افزایش در ایستگاه استانبول بیش از اطراف می باشد. مارنگو و همکاران - 2008 - ، به بررسی روند سریهای زمانی کمینه و بیشینه درجه حرارت در جنوب برزیل طی دوره آماری 1960-2000 پرداختند نتایج حاکی از افزایش دما در منطقه مورد بررسی است. کامپا و همکاران - 2008 - به بررسی روند بلند مدت بارش در 5 ایستگاه باران سنجی واقع در رودخانه زامبزی پرداختند نتایج حاصل بیانگر روند کاهشی بارش در منطقه مورد بررسی است. سفری - 2012 - به تحلیل روند میانگین درجه حرارت سالانه با استفاده از روش رگرسیونی و آزمون من- کندال در رواندا پرداخت. نتایج نشان داد که اکثر ایستگاههای مورد بررسی با روند صعودی مواجه بودهاند. رضاییبنفشه و همکاران - 1390 - به منظور بررسی تغییر عناصر اقلیمی حوضه دریاچه ارومیه، داده های درجه حرارت حداکثر و حداقل و بارندگی روزانه 4 ایستگاه در طی دورهی 1984-2006 را مورد بررسی قرار دادند. نتایج نشان می دهد که تعداد روزهای گرم تابستانی و شبهای گرم به طور معنیداری افزایش و تعداد روزهای سرد و شبهای سرد به طور معنیداری کاهش یافته است. مجموع بارندگی سالانه نیز کاهش معنیداری
داشته است. پورهاشم و بختیاری - 1390 - به مقایسه روشهای پارامتری و ناپارامتری تحلیل روند در بررسی تغییرات اقلیمی بارش در زیر حوضه اسکندری در دوره 31 ساله - 1355-1385 - پرداختند. نتایج حاکی است که به غیر از مقادیر فصلی بارش در فصل بهار در هیچ یک از فصول دیگر سال در مقادیر فصلی بارش، روند معنیداری مشاهده نشده است. فشتکاری و مهدیزاده - 1392 - به بررسی روند بارش های فصلی و سالانه ایستگاه های حوضه دریاچه ارومیه با استفاده از آزمون من کندال در طی دوره آماری 1970-2009 پرداختند. نتایج بهدست آمده از تحلیل داده ها نشان می دهد که به غیر از فصل پاییز، در اکثر سری های زمانی مورد مطالعه روند کاهشی و معنیداری دیده می شود. فلاحقالهری و همکاران - 1393 - به مطالعه تغییر اقلیم شهر کرمانشاه با استفاده از آزمون ناپارامتری من- کندال به منظور توسعه پایدار کشاورزی پرداختند. نتایج نشان داد که روند کاهشی بارش منطقه از نوع نوسانات کوتاه مدت بوده و میانگین درجه حرارت سالانه دارای روند صعودی است که در سطح 0/05 معنیدار است. حسینی و همکاران - 1394 - به بررسی روند تغییرات دما و بارش سالانه در طول نیم قرن اخیر در حوضه آبریز دریاچه ارومیه پرداخت نتایج نشان داد که دما دارای روند افزایشی و بارش دارای روند کاهشی است که در برخی ایستگاه های و برخی سری ها، این روند کاهشی و افزایشی در سطح 0/01 معنیدار شده است. مطالعه تعدادی از پارامترهای اقلیمی نظیر دما اولویت بیشتری نسبت به سایر پارامترها در آشکارسازی تغییرات اقلیمی دارند. بررسی این پدیده در ایران هم به جهت کمبود نسبی بارش و هم وابستگی فراوان منابع تأمین آب شیرین به ذخایر برف و ماندگاری زمستانی آنها ضروری است. وقوع موج های گرما بویژه درفصل سرد سال از جمله برجسته ترین عواملی است که می تواند ماندگاری ذخایر برف را درحوضه های کوهستانی کاسته و آهنگ رطوبتی خاک را نیز دچار تنش سازد. هنگامی که یک موج گرما طی فصل سرد دوام بیشتری بیابد، برای ذخایر برف مناطق مرتفع و کوهستانی زیانبارتر می شود.
خسارت باری چنین موجی به خاطر تأثیرات فزاینده ی عوامل گرمایشی مانند افزایش تراز مثبت دمای خاک در روزهای پیاپی، فراتر از موجی است که دارای اوجی تک افتاده و ناگهانی است. ذوب زمستانی برف در دامنه های پشت به آفتاب به افزایش عمومی دمای هوا بیشتر حساسیت نشان می دهد تا افزایش های کوچک تر. از لحاظ زمانی و مکانی نقش انسان در تغییر کاربری اراضی درمناطق شمال وشمال غرب شامل قطع بی رویه ی جنگل ها، تخریب مراتع و گسترش فضا های شهری به افزایش اخیر در فراوانی موج های گرمای فصل سرد منجرشده است. به همین منظور این پژوهش نیز به بررسی تعییرات دما های حدی زودرس در شمال غرب ایران خواهد پرداخت.
مواد و روشها منطقه مورد مطالعه
در این نوشتار منظور از شمال غرب ایران، پهنه ای است که استانهای آذربایجان شرقی، غربی و استان کردستان را شامل می شود. این بخش از کشور ایران دارای مساحت 111137 کیلومتر مربع و معادل تقریبی 7 درصد از مساحت کل کشور را دربر می گیرد. از طرف شمال با کشورهای آذربایجان و ارمنستان، در غربا با کشورهای ترکیه و عراق و از جنوب با استانهای کرمانشاه و از طرف شرق با استانهای اردبیل و زنجان هم مرز است. آزمون ناپارامتری من-کندال آزمون ناپارامتری من- کندال که توسط من در سال 1945 ارائه و سپس توسط کندال در سال 1975 تکمیل گردید، بر پایهی مرتبه داده ها در یک سری زمانی استوار است. این آزمون برای بررسی تصادفی بودن داده ها - عدم وجود روند - در مقابل وجود روند در سری های زمانی هیدرولوژیکی و هواشناسی مورد استفاده قرار میگیرد مزیت این آزمون نسبت به سایر آزمون های تعیین روند، استفاده از مرتبه داده ها در سری زمانی بدون در نظر داشتن مقدار متغیرها می باشد که به دلیل وجود چنین خاصیتی، میتوان از این آزمون برای داده های دارای چولگی نیز استفاده کرد و نیازی نیست که داده ها در قالب توزیع خاصی درآیند.در واقع در این آزمون هر داده با تمامی دادههای پس از خود مقایسه می شود؛ در این مرحله می توان به جای استفاده از مقادیر اصلی داده ها، از مرتبه داده ها در مجموعه مورد نظر - سری زمانی - استفاده کرده و مرتبه ها را به همین روش مقایسه نمود. به این دلیل، این آزمون یک آزمون برپایه مرتبه داده ها - Rank base - می باشد.
این آزمون، یک آزمون دو طرفه است. بنابراین در صورتی که Z Z / 2 باشد، در سطح اطمینان فرض صفر پذیرفته می شود و در غیر این صورت، فرض صفر رد خواهد شد. در حالت رد فرض صفر - یعنی وجود روند - ، در صورتی که S>0 باشد، سری زمانی دارای روند مثبت - صعودی - و در صورتی که S<0 باشد، سری زمانی دارای روند منفی - نزولی - خواهد بود. اگر Z 1.64 در سطح معنیداری 10 درصد، اگر Z 1.96 در سطح معنیداری 5 درصد و اگر Z 2.57 در سطح معنیداری 1 درصد فرض صفر - عدم وجود روند - رد می شود تخمینگر شیب سن2 تخمین شیب خط روند توسط سن - 1968 - برای تشخیص روند در یک سری زمانی داده ها ارایه شد. این روش یک روش ناپارامتری است که با استفاده از تحلیل تفاوت بین مشاهدهای یک سری زمانی، یک شیب میانه را برای سری زمانی داده ها از رابطه زیر محاسبه میکند. در روش سن برای هر دو جفت داده متوالی یک شیب محاسبه می شود. شیب های محاسبه شده تشکیل یک سری زمانی میدهند که میانه آنها شیب خط روند را نشان می دهد. در آزمون من- کندال شیب خط روند سری داده ها با روش تخمینگر سن از رابطه ناپارامتری زیر محاسبه میگردد.که در آن برآوردگر شیب خط روند، به ترتیب مقادیر مشاهداتی i ام j ام می باشند و یک واحد زمانی بعد از می باشد مقادیر مثبت و منفی نشان دهنده روند افزایشی و کاهشی در سری داده
