بخشی از مقاله
چکیده
دراغلب کشورهای دنیا برای برنامه ریزی های کلان و نیز در اجرای بسیاری از پروﮊه های مرتبط با منابع آب و انجام بسیاری از طرح های عمرانی در این زمینهها برمبنای الگوهای طولانی مدت بارش صورت می گیرد. مشاهدات روزانه بارش در ایستگاههای هواشناسی یکی از مهمترین ابزارها برای تعیین چنین الگوهایی بوده و کیفیت و کمیت آنها نقش اساسی در اعتبار و کارایی مدل های بدست آمده بازی می کنند. اما مسائل زیادی در بررسی داده های بارش و قابلیت اعتماد آنها خصوصاﹰ دادههای مربوط به بارش جامد وجود دارد. مسلم است بدون توجه به این موضوع نتیجه گیری های حاصل از بررسی دادههای بارش از اعتبار بالایی برخوردار نخواهد بود. در مطالعه بارش بایستی مکان باران سنج ها, ارتفاع ایستگاهها و وضع قرارگرفتن این ادوات به طور دقیق بررسی شوند. اگر تغییری در عوامل ذکر شده اتفاق افتد, داده های قبل و بعد از تغییر قابل مقایسه نیستند.
جمع آوری مقدار بارش در دریا و دادههای حاصل از بارش برف و یا مخلوط باران و برف مسائلی هستند که تا به امروز به طور کامل حل نشده اند. به طور کلی می توان گفت که ناپیوستگی در اندازه گیری های بارش نتایج حاصل از روند را آشفته میسازد. عواملی که سبب ناهمگنی در داده های بارش می شوند عبارتند از تغییر ادوات, تغییر زمان دیدبانی, تغییر محل ایستگاه, تغییر در ساخت و سازهای اطراف ایستگاه, روند سرعت باد, دما, بارندگی و پوشش گیاهی. در این مقاله ضمن ارائه نتایج همگنی داده های بارش ایستگاههای سینوپتیک کشور از طریق آزمونهای همگنی آبه، انحرافات تجمعی، نسبت بیشینه ورسلی و خود همبستگی مرتبه اول،. عواملی که در دید بانی، جمع آوری و همچنین ذخیره اطلاعات باعث ناهمگنی دادههای بارش می شود مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرد.
واﮊه های کلیدی: همگنی, آزمون آبه، انحرافات تجمعی، بیشینه ورسلی و خود همبستگی مرتبهاول.
١- مقدمه
دادههای بارش به دلایل خاصی مانند مکان اندازه گیری آنها، تغییرات و وضع ظاهرشان، ناهمواری و گرمایش سطحی و غیره دارای پیچیدگیهای خاصی هستند. در مطالعات مربوط به بارش مسائلی نظیر ارتفاع ایستگاه، مکان بارانسنجها و وضع قرار گرفتن این ادوات باید بطور دقیق بررسی شوند. اگر در طول دوره بارش تغییری رخ دهد، دادههای قبل و بعد از تغییر قابل مقایسه نیستند. در جمعآوری میزان بارش در دریا و دادههای حاصل از بارش برف و یا مخلوط برف و باران مشکلات خاصی وجود دارد. بارانسنجهایی که حداقل یکبار در روز قرائت می شوند، مقداری از باران را در طول این مدت به دلیل تبخیر از دست میدهند. به همین دلیل در بررسی بارش، ایستگاهها باید طوری انتخاب شوند که دادههای حاصل از آنها بخوبی نماینده بارش در یک منطقه بزرگ باشد.
اگر از دادههای حاصل از تعدادی ایستگاه میانگینگیری شود، بایستی به نتایج آن توجه بیشتری نمود زیرا تعدادی از این ایستگاهها نظیر ایستگاههای کوهستانی و صعبالعبور دارای دادههای کوتاه مدت هستند که به حساب آوردن آنها باعث خطاهای جدی در نتایج میشود مگر اینکه فاکتور وزنی مناسب برای هر ایستگاه تعیین شود. سریهای زمانی شاخص در یک منطقه نسبت به تغییر شبکه ایستگاهها و یا فقدان بعضی از دیدبانیها و یا ناقص بودن بعضی از آنها حساس است. وجود ناپیوستگی در دادههای بارش سبب آشفتهشدن روند آنها میشود. تغییر در تجهیزات اندازهگیری مقدار بارش اگر از حفاظ برای کاهش اثر باد استفاده شود، بسیار مهم است مخصوصاﹰ اگر بخشی از بارش به شکل برف باشد. بهرحال برای تبدیل این خطاها به عدد و رقم مشکلات زیادی وجود دارد.
مسائل زیادی در بررسی دادههای بارش و قابلیت اعتماد آنها خصوصاﹰ دادههای مربوط به بارش منجمد وجود دارد که با توجه به مطالب بالا چنین بر میآید که بدون توجه به آنها، ممکن است دچار نتیجهگیریهای کاملاﹰ غلط گردیم. برای مثال در ایستگاه تهران – مهرآباد در دوره ١٩٩٧-١٩٥١ میلادی روند بارش افزایش است و این در حالی است که شکل بارش در این ایستگاه تغییر داشته است.در اغلب ایستگاههای کشور ما، متغیرها صرفاﹰ اندازهگیری و جمعآوری میشوند وکمتر به مسئله Metadata آنها و یا شناسنامه تاریخی ایستگاهها توجه میشود. به عبارت دیگر کمتر به کیفیت دادههای جمعآوری شده توجه میشود.
در انجام پروﮊههای بزرگ مدیریت منابع آب بایستی به مسئله ناهمگنی دادهها توجه بیشتری نمود زیرا گاه این ناهمگنیهای مربوط به دادههای بارش، به دلایل طبیعی و انسانی رخ میدهند. برای پرهیز از نتیجهگیری های غلط بایستی شناسنامه کامل ایستگاه بررسی و تغییرات مختلف در ایستگاهها در نظر گرفته شود. عمده تغییراتی که در یک ایستگاه رخ میدهد عبارتند از تغییر در تجهیزات، تغییر مکان ایستگاه، تغییر در محیط اطراف ایستگاه نظیر ساخت و سازها، پوشش گیاهی و غیره. این تغییرات باعث ناهمگنی دادههای بارش شده و در تحلیل
نتایج گاهاﹰ خطاهایی بوجود میآورد. طبق توصیههای انجام شده در انجام طرحهای مختلف مربوط به مدیریت منابع آب بایستی این تغییرات به دقت بررسی شوند - جهانگیری، رحیمزاده- ١٣٨٣ - .
٢- همگنی
به یک معنای عام دادههای همگن دادههایی هستند که از یک منبع استخراج شده باشند. اگر دادههای بارش در یک دوره زمانی خاص به طور همگن مورد نظر باشند بایستی هیچ گونه تغییر طبیعی و غیر طبیعی در منشأ بوجود آمدن این دادهها بوجود نیاید. اگر ایستگاه در دوره زمانی از یک محل به محل دیگر تغییر مکان یابد، دادههای حاصل دچار ناهمگنی میشوند. اگر در یک ایستگاه خاص تجهیزات قدیمی اندازهگیری بارندگی جای خود را به وسایل جدید دهند، به دلیل وجود خطاهای مختلف ایستگاهها، باز هم دادههای بدست آمده از آنها ناهمگون می گردند. ناهمگنی در اطلاعات به هر دو صورت طبیعی و غیر طبیعی بوجود میآیند.
برای بررسی اطلاعات باید از روشهای آماری استفاده نمود، آزمونهای آماری مختلفی برای ارزیابی همگنی دادهها وجود دارد. به طور کلی آزمونهای همگنی به دو بخش مطلق و نسبی تقسیمبندی میشوند - . - Mitchell et al, 1996 در آزمونهای همگنی مطلق، یک سری آماری مورد بررسی قرار میگیرد. در این چنین بررسیهایی مسائلی که سبب تغییرات ناگهانی یا جهش در سری میشوند، مورد توجه قرار میگیرد. از آنجائیکه نتایج آزمونهای همگنی با استفاده از روشهای مختلف انجام میگیرد، برای استفاده از همه آنها و درک بهتر مسئله از چندین روش همگنی استفاده می گردد. بر اساس توصیه ١ - WCDMP, No. 32, 1997 - WMO نتایج حاصل از آزمونهای همگنی در کلاسهای مختلف جدول - ١ - خلاصه میگردد.
