بخشی از مقاله
چکیده
خشکسالی که بخش جدایی ناپذیر تغییرات اقلیمی می باشد از دیدگاه هاي مختلفی قابل بررسی است. در این مطالعه شدت، تداوم و فراوانی خشکسالی هواشناسی در سطح دشت ابهر مورد بررسی قرار گرفت. ابتدا با استفاده از نمایه دهک ها، وضعیت بارندگی هاي سالانه به لحاظ تر سالی و خشکسالی مشخص گردید. سپس با استفاده از زنجیره مارکف اقدام به ساخت ماتریس احتمال انتقال و ماتریس ایستاي منطقه شد. در مرحله ي بعد با به کارگیري آزمون دنباله ها و تعیین سطح آستانه، شدت، تداوم و فراوانی خشکسالی در طول دوره ي مورد مطالعه محاسبه شد و در آخر با ترکیب تکنیک هاي آزمون دنباله ها و زنجیره مارکف احتمال رخداد خشکسالی در ده سال آینده پیش بینی شد.
-1 مقدمه
خشکسالی یک مسئله جدي براي اجتماعات انسانی و اکوسیستم ها است که در نتیجه نوسانات اقلیمی به وجود می آید. اگر چه اثر آن مانند حوادث ناگهانی همچون سیل و طوفان نیست، اما خشکسالی بلایی طبیعی و مخرب براي جهان است و به طور متوسط سالانه خسارتی در حدود 6 تا 8 میلیلارد دلار بر جهان وارد می کند که تاثیر جمعی آن بر مردم نسبت به سایر بلاهاي طبیعی بیشتر است.
خشکسالی حالتی نرمال و مستمر از اقلیم است، گرچه بسیاري به اشتباه آن را واقعه اي طبیعی و نادر می پندارند، اما این پدیده در واقع از ویژگی هاي اصلی و تکرار شونده اقلیم هاي متفاوت به شمار می آید
مسلما کم کردن اثرات نامطلوب خشکسالی نیاز به شناخت دقیق منابع و بررسی خشکسالی، جهت تعیین سطح بحران و تعیین استراتژي هاي مناسب جهت مقابله با آن در حال و سال هاي آتی دارد
در مقیاس کلی خشکسالی را به صورت زیر طبقه بندي می کنند:
- 1 خشکسالی کشاورزي: این نوع خشکسالی عبارتست از عدم کفایت رطوبت براي رشد گیاهان.
- 2 خشکسالی هیدرولوژیکی: که خشکسالی را از دیدگاه علم هیدرولوژیکی توصیف می کند و در آن کاهش جریان هاي سطحی و افت سطح آب هاي زیرزمینی و پایین رفتن سطح آب رودخانه ها را مد نظر قرار می دهد.
- 3 خشکسالی آب و هوایی: کمبود بارش را نسبت به شرایط میانگین دراز مدت بررسی می کند.
بر این اساس هر 5 سال یکبار دوره خشکسالی 2 تا 3 ساله را در کشور شاهد هستیم.
طی سالیان متمادي محققین اقدام به بررسی و تحلیل دوره هاي خشک نموده اند، یکی از روش هاي نمایش خشکسالی، مرتب کردن داده ها در دهکها - ده درصد رویدادها - است که به نام نمایه دهک ها شناخته می ششود ...در این روش ابتدا منحنی فراوانی وقوع بارندگی در دوره مورد نظر بر اساس داده هاي آماري موجود رسم می شود. سپس محور افقی این منحنی که از 0 تا 100 می باشد به 10 قسمت تقسیم شده - در برخی موارد به 5 قسمت تقسیم می شود - و در هر یک از دهک ها حداقل و حدکثر بارندگی یادداشت می شود حال مقدار بارندگی که در یک سال یا دوره مورد نظر رخ داده است با داده هاي هر کدام از بازه هاي دهگانه مقایسه میشود تا جایگاه آن مشخص گردد و سپس بر اساس جدول 1-1 وضعیت آب و هوایی آن دوره مشخص گردد.
جدول-1 درجه بندي شدت شاخص خشکسالی دهکها
در میان روش هاي آماري در سالهاي اخیر زنجیره مارکف1 مورد توجه جدي قرار گرفته است. زنجیره مارکف یک روش ریاضی براي مدل بندي فرایند هاي احتمالاتی است. مفهوم زنجیره مارکف این است که که یک زنجیره یا یک سري از مشاهدات مورد بررسی قرار گرفته و احتمال تغییر هر کدام از مشاهدات از حالتی به حالت دیگر مشخص می شود. در واقع زنجیره مارکف حالت خاصی از مدلهایی است که در آنها حالت فعلی یک سیستم به حالت هاي قبلی آن بستگی دارد. اگر مجموعه حالات ممکن در یک زنجیره مارکف محدود باشد می توان یک ماتریس مربع P را تشکیل داد که عناصرآن Pijعموماً معرف ماتریس احتمال گذار است.
خاویر مارتین وید و لیدا گومز - - 1998کار منطقه بندي شبه جزیر ة اسپانیا را بر مبناي طول دوره هاي خشک از طریق روش زنجیر ة مارکف انجام دادند و بر اساس آن نواحی مختلف این کشور را تقسیم بندي کردند. جعفري بهی - 1378 - به کمک زنجیره مارکف احتمالات پیشامدهاي متوالی روزهاي خشک - غیر بارانی - و تر - بارانی - با آستانه. /1 میلیمتر در روز را در ایستگاه هاي بوشهر، شیراز، اصفهان، کرج و بندر انزلی تحلیل نمود و نتیجه گرفت که داده هاي بارندگی روزانه ایستگاه هاي مورد مطالعه برازش خوبی بر زنجیره مارکف مرتبه اول دارد
از دیگر روشهاي متداول تحلیل خشکسالی، آزمون دنباله ها است. این روش مشابه آزمون تئوري متغیر هاي گسسته است. یوجویچ با استفاده از این روش سه ویژگی مهم خشکسالی - تداوم، شدت و بزرگی خشکسالی - را تعریف و تشریح کرد
ترکیب تکنیک هاي زنجیره مارکف و آزمون دنباله ها براي شبیه سازي خشکسالی
امید ریاضی خشکسالی برابر است با حاصل ضرب احتمال رخداد خشکسالی در طول دوره شبیه سازي :
دررابطه فوق در واقع عبارت است از احتمال رفتن از حالتهاي غیر از خشکی به خشکی :
=P*N احتمال ایستاي حالت نرمال، =PN,D احتمال تغییر حالت از نرمال به خشک
=P*Wاحتمال ایستاي حالت مرطوب، =PW,D احتمال تغییر حالت از مرطوب به خشک
-2 مواد و روشها
موقعیت جغرافیایی دشت ابهر
دشت ابهر با وسعت 820 کیلومتر مربع در بین عرض هاي 35 درجه و 54 دقیقه تا 36 درجه و 30 دقیقه و طول هاي 48 درجه و 51 دقیقه تا 49 درجه و 25 دقیقه درشمال غرب ایران و شرق استان زنجان قرار گرفته است. این منطقه به صورت نوار باریکی با روند شمال غربی - جنوب شرقی است که به صورت یک فرورفتگی در بین کوه هاي طارم و کوه هاي سلطانیه است قرار می گیرد و از شمال به کوههاي طارم و از جنوب به کوههاي سلطانیه محدود بوده و در قسمت غربی به دشت زنجان و در قسمت شرقی به دشت قزوین مرتبط است. شکل - 1 - موقعیت محدوده مورد مطالعه و راه هاي دسترسی به این منطقه را نشان می دهد.
