بخشی از مقاله
چکیده
باران به عنوان یکی از پارامترهاي اقلیمی، نقش مهمی در برنامهریزي و مدیریت منابع آبی ایفا میکند. جهت تخمین مقادیر بارش میتوان از ارتباط ذاتی میان بارندگی و زیست توده گیاهی بخصوص در مناطق خشک و نیمهخشک استفاده کرد. همچنین پاسخ پوشش گیاهی به بارش، به زمان نیز بستگی دارد که زمان تأخیر نامیده میشود.بنابراین آگاهی از زمان تأخیر در منطقه مورد مطالعه در برآورد صحیح مقادیر بارش حائز اهمیت است.
هدف از انجام این تحقیق محاسبه زمان تأخیر بین بارندگی و پاسخ پوشش گیاهی به آن، از دو روش تجربی و سري فوریه میباشد. منطقه مورد مطالعه جنوب استان فارس در نظر گرفته شد. نتایج نشان داد، زمان تأخیر به دست آمده از دو روش تقریباً یکسان بوده و تنها در تعداد کمی از ایستگاهها داراي اختلاف چند روزه است. این امر نشان دهنده توانایی روش سري فوریه در تعیین زمان تأخیر بین دو پدیده بارش و شاخص پوشش گیاهی NDVI میباشد. محدوده زمان تأخیر به دست آمده براي ایستگاههاي منتخب استان فارس - 38≤T≤197 - روز بوده که با توجه به شناختی که از اقلیم این مناطق وجود دارد منطقی به نظر میرسند.
-1 مقدمه
باران به عنوان یکی از پارامترهاي اقلیمی، نقش مهمی در نحوه شکلگیري و نوسانات منابع آبی ایفا میکند.
جهت تخمین مقادیر بارش میتوان از ارتباط ذاتی میان بارندگی و زیست توده گیاهی بخصوص در مناطق خشک و نیمهخشک استفاده کرد
از اوایل دهه 1980، محققان دادههاي وضعیت پوشش گیاهی را از ماهواره قطبی AVHRR5-NOAA6
استخراج کردند - توکر7، . - 1996 شاخص NDVI8 به دست آمده از دادههاي ماهواره اي میتواند براي پایش و ارزیابی توان پوشش گیاهی استفاده شود - جی9 و پیتر10، . - 2003 همبستگی مکانی شاخص NDVI و فاکتورهاي آب و هوایی در تحقیقات متعددي ارزیابی شده است. بطوري که همبستگی بالایی بین NDVI و مقدار بارش باران در مناطق خشک بدست آمده است
پاسخ رویش گیاهی به بارش عمدتاً به دلیل متفاوت بودن جنس خاك و سایر عوامل تأثیرگذار در مکانهاي مختلف به میزان بالایی متفاوت است. همچنین تأخیر در پاسخ پوشش گیاهی به زمان نیز بستگی دارد که زمان تأخیر نامیده میشود
بنابراین آگاهی از زمان تأخیر در منطقه مورد مطالعه در برآورد صحیح مقادیر بارش حائز اهمیت است. در آفریقا یک فاصله بین اوج بارش و پاسخ اوج NDVI وجود دارد ، بطوري که همبستگی بالاتري بین NDVI و بارش دو ماه قبل از آن وجود دارد
برخی محققان تأخیر زمانی یک تا دو ماهه اثر بارش بر NDVI را پیشبینی کردند بطوري که تحقیق در آمریکاي شمالی نشان دهنده اثر بارش دو ماه قبل بر رشد پوشش گیاهی میباشد
هدف از انجام این تحقیق محاسبه زمان تأخیر به دو روش تجربی و آنالیز فوریه و بررسی توانایی آنالیز فوریه در برآورد زمان تأخیر.
-3-1 سري فوریه18
تبدیل فوریه یک تبدیل انتگرالی است که هر تابع f - x - را به یک تابع دیگر f - ω - منعکس میکند. در این صورت، به f - ω - تبدیل فوریه تابع f - x - میگویند. حالت خاص تبدیل فوریه سري فوریه نام دارد و زمانی کاربرد دارد که
تابع f - x - متناوب باشد،
سري فوریه روشی در ریاضیات است که بوسیله آن، هر تابع متناوبی به صورت جمعی از توابع سینوس و کسینوس میتواند نوشته شود، نام این قضیه به اسم ریاضیدان فرانسوي، ژوزف فوریه ثبت شده است. هدف از این کار نمایش توابع در دامنه فرکانس میباشد.
توابع مورد استفاده در مهندسی و توابع نمایانگر سیگنالها معمولاً توابعی از زمان هستند یا به عبارت دیگر توابعی که در میدان زمان تعریف شدهاند. براي حل بسیاري از مسائل بهتر است که تابع در دامنه فرکانس تعریف شده باشد زیرا این دامنه ویژگی هایی دارد که به راحتی محاسبات میانجامد. فرض میکنیم تابع f - x - و در فاصله L - و - –L تعریف شده باشد و . f - x+2x - = f - x - سري فوریه یا بسط فوریه f - x - را به صورت تعریف می کنیم :
که در آن an و bn ضرایب سري فوریه نامیده میشوند و از روابط زیر به دست میآیند :
-2 مواد و روشها
-1-2 منطقه مورد مطالعه
استان فارس با مساحتی در حدود 122608 کیلومترمربع، در بخش جنوبی کشور ایران و بین مدارهاي 27 و 31 درجه عرض شمالی و نصفالنهارهاي 50 و 55 درجه طول شرقی واقع شده است. آب و هواي این استان در نقاط مختلف به سه دسته کوهستانی، معتدل و گرم تقسیم میشود. میزان بارندگی در جنوب و جنوب شرقی استان به علت کاهش ارتفاع و عرض جغرافیایی و نحوه استقرار کوهها، در فصل زمستان نسبت به دو فصل بهار و پاییز کمتر است. هواي این ناحیه در زمستانها معتدل و تابستانها بسیار گرم است. میزان بارندگی سالانه آن نیز صد تا دویست میلیمتر است. نقشه جانمایی ایستگاههاي منتخب استان در شکل 1 نشان داده شده است.
-2-2 داده بارندگی
با انتخاب ایستگاه هاي بارانسنجی مورد نیاز و تعیین طول دوره آماري، جهت استفاده از آمار و اطلاعات گرفته شده از سازمان هواشناسی و صحت و سقم دادهها، پیش پردازشهاي آماري مورد نیاز که شامل آزمون همگنی، پیدا کردن داده گمشده، داده پرت و ... میباشد ، بر روي داده ها انجام گرفت.
