بخشی از مقاله
چکیده
هدف پژوهش حاضر شناسایی رفتار بارش سالانه ایستگاه اهواز بصورت توصیفی، تحلیل روند آن به منظور ارزیابی اثرات تغییر اقلیم بر بارش ایستگاه و مدلسازی آن به منظور پیش بینی رفتار آتی آن خواهد بود. ابتدا به تحلیل روند بارش سالانه با دو روش گردید. در روش اول با استفاده از روشهای آماری ناپارامتری - من کندال و سنس استیمیتور - اقدام به تحلیل روند بارش سالانه گردید.
نتایج تحلیل روند نشان داد که در سری بارش سالانه ای ایستگاه اهواز یک روند کاهشی ضعیف دیده می شود.در گام بعد از روش رتبه ای من کندال جهت شناسایی نقاط جهش و تغییر ناگهانی در سری بارش استفاده گردید. نتایج روش رتبه ای نشان داد که در ایستگاه اهواز یک جهش معنی دار در سری بارش سالانه بصورت کاهشی دیده می شود که آغاز جهش برای سری در سال 1369 آغاز شده است.
در روش دوم از میانگین متحرک به دو منظور استفاده گردید. ابتدا تحلیل روند در سری بارش سالانه ایستگاهها با استفاده از روش میانگین متحرک آزمون گردید. نتایج تحلیل روند نشان داد که تنها در ایستگاه اهواز یک روند کاهشی در سری بارش دیده می شود. در مرحله بعد جهت شناسایی چر خه های معنی دار در سری بارش سالانه از میانگین متحرک در بازه های زمانی مختلف استفاده گردید.نتایج نشان داد با بررسی بازه های مختلف در میانگین متحرک در ایستگاه اهواز هیچگونه چرخه معنی داری در سری بارش سالانه مشاهده نمی گردد و هیچ الگوی چرخه ای خاصی نمی توان انتظار داشت.
مقدمه
نقش اقلیم و شرایط هواشناختی در حیات تمامی جانداران کاملاً بدیهی است و این امر زمانی آشکارتر میشود که اقلیم و پدیدههای آن دارای نوسان و تغییرات شدیدی شوند؛ که در این صورت موجودات زنده در مقابله، کنترل و سازگاری با این نوسانهای دچار مشکل خواهند شد. چنین ویژگی در هر نوع آب و هوایی میتواند بروز کند که البته در مناطق خشک و نمیه خشک به مراتب بیشتر است. انسان پیوسته تلاشهایی را در جهت شناخت محیط پیرامون خود، کنترل تا حد ممکن و یا سازگاری با آن انجام داده است. بارش پدیدهای اقلیمی است که به دلیل پیوند با اجزاء مختلف دستگاه اقلیم، رفتاری پیچیده دارد.
رخداد بارش نیازمند تأمین شرایط متعددی است. مهیائی رطوبت، مهیائی ناپایداری عمیق، سرمایش و... شرایط لازم اما نه کافی برای رخداد بارش بهشمار میآیند. بارش به لحاظ ایجاد ایجاد جریانات سطحی ،تاثیر برسفره های آب زیر زمینی و به عنوان منبع مهم در تغذیه رودخانه ها و چشمه ها از اهیمت ویژه ای برخوردار است و از مهمترین عناصر اقلیمی است که در تعیین نقش و پراکندگی دیگر عناصر اقلیمی می تواند موثر باشد . بدنبال گرم شدن زمین،الگوی گردش عمومی و الگوی زمانی-مکانی بارش نیز تغییریافته و الگوی بارش جهانی نیز تغییر خواهد کرد .اما از هم اکنون نمی توان چگونگی این تغییرات را به وضوح مشخص کرد.
در ایران بارش یکی ازمتغییرهای اساسی برای ارزیابی مهیایی بلقوه منابع آب است اما توزیع زمانی و مکانی بسیار ناموزون است و به همین دلیل توزیع منابع آب کشور نیز یکنواخت نیست. هرچه تغییرات مکانی بارش کوچکتر باشد همگنی و یک دستی منابع آب بیشتر می شود. از سوی دیگر،هرچه تغییر پذیری زمانی بارش کمتر باشد منابع آب نیز با ثبات تر خواهد بود و عرضه دائمی آب امکان پذیر می شود.
به همین دلیل بارش نیز به عنوان یکی از عناصر اقلیمی مهم از اهمیت خاصی برخوردار است یکی از روش های مطالعاتی بررسی تغییرات بارندگی و پیش بینی آن ، روش های آماری می باشد. تحلیل سریهای زمانی یکی از شاخه های آماری است که در رشته های مختلف علوم مانند ژئوفیزیک ،اقصاد ،هواشناسی ،اقلیم شناسی و غیره کاربرد فراوانی دارد. تحلیل سریهای زمانی معمولا دو هدف را دنبال می کند: درک یا الگوسازی فرایندهایی که تصادفی به نظر می رسند و پیش بینی مقادیر آینده که بر مبنای گذشته آن صورت می گیرد .
به منظور الگوسازی سری های زمانی می بایست توصیفی دقیقی از رفتارهای بلند مدت به صورت آماری - ترسیمی ارائه گردد. برای پیش بینی سری زمانی و تعیین مدل پیش بینی فنون مختلفی وجود دارد. این فنون را می توان به دودسته کمی و کیفی تفکیک کرد. روش های کمی شامل مدل های میانگین متحرک ساده و موزون ،مدل هموار سازی نمایی ساده و هالت -وینترز ،مدل باکس-جنکینز،طوفان مغزی و گروه اسمی می باشد - آذرومومنی،. - 25:1387 چنانچه تحلیل گر بر اساس رفتار مشاهده شده از سری و تحلیل اجزای آن بتواند مقادیر آینده را با استفاده از مبانی ریاضی پیش بینی کند، از مدل های کمی برای پیش بینی سری زمانی سود می جوید، بررسی تغییرات بلند مدت - روند - عناصر اقلیمی بنیادی اساسی در تحلیل سری های زمانی اقلیمی است - عساکره،. - 3 :1386
مواد و روشها
جهت تجزیه و تحلیل اطلاعات دو گام اساسی در نظر گرفته می شود. در گام اول اقدام به تحلیل روند بارش سالانه در ایستگاه مورد مطالعه بر اساس دو روش ناپارامتری - من کندال و سنس استیمیتور - و میانگین متحرک - در بازه های مختلف - می گردد. سپس از طریق آزمون رتبه ای من کندال اقدام به تعیین نقاط جهش در سری بارش سالانه - درصورت وجود - می گردد تا از طریق آن بتوان جابجایی در بارش های سالانه مشخص شود. در گام دوم و پس از تحلیل روند اقدام به مدلسازی بارش سالانه و استخراج مدلهای نهایی بر اساس استراتژی باکس-جنکینز است.
تحلیل روند بارش
ابتدا اقدام به تحلیل روند بارش سالانه می گردد که با استفاده از روشهای ناپارامتری و میانگین متحرک در بازه های مختلف انجام می گیرد. در روش ناپارامتری از دو روش من کندال و سنس استیمیتور انجام می گیرد. در روش دوم که از میانگین متحرک استفاده می گردد، این میانگین در بازه های یک، سه، پنج و هفت ساله محاسبه و ترسیم می گردد.
روشهای ناپارامتریک
نتایج روش من کندال و مقدار آماره z نشان داد که در ایستگاه مورد مطالعه روند معنی داری مشاهده نمی شود. نتایج آماره سنس و شیب خط در کران های بالا و پایین در ایستگاه اهواز یک روند معنی دار ضعیف بصورت کاهشی مشاهده می شود. نتایج تحلیل بارش سالانه توسط روشهای آماری ناپارامتری در جدول 1 آمده است. در مرحله بعد جهت شناسایی نقاط جهش در سری بارش سالانه ایستگاه و همچنین تشخیص جابجایی در بارش سری از آزمون رتبه ای من کندال استفاده گردید و نتایج آن در قالب نمودارهایی آمده است.
