بخشی از مقاله
چکیده
یکی از مباحث تحقیقاتی جالب توجه محافل علمی طی چند دهه اخیر، رفتار بارش در سطح محلی، ناحیه ای، منطقه ای و جهانی است. هدف از این مطالعه تحلیل بارش شیراز با استفاده از دادههای بارش ایستگاه سینوپتیک سنندج و سقز، که دارای بیشترین طول دوره آماری درشهر شیراز هستند. بررسی تفاوت روند بارش با روند دوره نرمال - - 1996- 1961 نشان دهنده وجود تفاوت معنیدار است که میتوان آن را نشانهای از وجود تغییر اقلیم در سالهای اخیر در این منطقه تعبیر کرد. جهت شناخت بهتر وضعیت بارندگی منطقه در سالهای آینده با استفاده از توزیع گامبل، دورههای برگشت مختلف بارندگی سالیانه محاسبه گردیدند. بهطوریکه برای دوره برگشت 50 ساله، بارش سنندج را حداکثر 715 میلیمتر و برای دوره برگشت 100 ساله حداکثر 793 میلیمتر و برای ایستگاه سقز به ترتیب 812 و 890 میلیمتر برآورد شد. همچنین دورههای خشکسالی و ترسالی مورد بررسی قرار گرفت که حاکی از وجود دو دوره خشکسالی بین سالهای 1955-1970 و سال-های1977-1987 در ایستگاههای مذکور است.
مقدمه
هواواقلیم تاثیر عمیقی بر زندگی انسان و حیات در کره زمین دارد و در امور برنامه ریزی و مدیریت نقش عمده ای ایفا می کند. بارندگی از تغییر پذیرترین پارامترهای اقلیمی در هر منطقه آب و هوایی می باشد که کمبود دراز مدت آن می تواند خشکسالی و ریزش شدید و یا طولانی مدت آن می تواند سیل را بوجود آورد . بنابر این تاث یر پذیری پدیده های سیل و خشکسالی از شرایط آب و هوای کاملا مشخص بوده و با تغییر در مشخصات بارندگی - از قبیل مقدار، شدت و یا زمان بارندگی - ، خصوصیات سیل - مانند مقدار سیل، زمان تداوم سیل و زمان وقوع سیل - و یا شدت و مدت خشکسالی تغییر خواهد کرد.
یکی از مباحث تحقیقاتی جالب توجه محافل علمی طی چند دهه اخیر، رفتار بارش در سطح محلی، ناحیه ای، منطقه ای و جهانی است . نتایج این مطالعات حاکی ازتغییر مقدار و رژیم بارش در برخی نقاط و ثبات آنها در نقاط دیگرمی باشد برای نمونه، تورک - - 1996 شاخص های مکانی و زمانی تغییرات بارش سالانه ترکیه را مورد مطالعه قرار داده است.در این پژوهش وی روندهای طولانی مدت، نوسانات و تغییرات سالهای خشک و مرطوب را برای کل ترکیه تحلیل نموده است . [ 8 ] علاوه بر آن جهت شناخت شاخص های مکانی تغییرات بارش، 7 ناحیه بارندگی رامشخص نموده است. میز - - 1996 با استفاده از داده های ماهانه، فصلی و سالانه الگوهای مکانی و زمانی بارش را در ایلز بریتانیا تهیه نموده است که هدف از این پژوهش بیان تغییرات بارش توسط تجزیه و تحلیل تغییرات باران در قرن حاضر می باشد.[ 9 ] استیفان و همکارانش - - 1988 الگوها ی مکانی و زمانی بارش اسپانیا را مطا لعه کرده اند که جهت این الگوها از تحلیل های آماری و همچنین تحلیل مولفه های اصلی و توابع تجربی متعامد استفاده نموده اند .[ 10 ] با وجود اینکه بررسی های آماری بارش در ایران مدت کوتاهی است که مورد توجه واقع شده است بااین حال مطالعات جالبی در این خصوص صورت گرفتهاست. کاویانی - - 1372 با توجه به رژیم بارندگی ایران و با استفاده از داده های بارندگی در 70 ایستگاه، نقشه های همباران و تغییرپذیری بارندگی را تهی ه و مورد تحلیل قرار داده است [ 11 ] خلیلی - 1375 - با بکارگیری توابع چگالی احتمال بارش 5 ایستگاه قدیمی ایر ان - اصفهان، بوشهر، تهران، جاسک و مشهد - را مورد تحلیل قرار داده است . [2 ] کمالی - - 1375 روند بارندگی را در ایستگاه های مختلف ایران مورد توجه قرار داده و نشان داد که طی ده سال اخیر به جز در حوضه آبریز مرکزی و همدان در بقی ه مناطق کشور بخصوص بارندگی های کوتاه مدت روندی افزایشی داشته است. [ 3 ] جهادی طرقی - - 1378 بارش های50 ساله مشهد را با استفاده از روش های تحلیل رگرسیونی و هموارسازی مورد توجه قرار داده است. [ 4 ]
استان فارس به مرکزیت شیراز با وسعت معادل 340 کیلو متر مربع در میانه ضلع جنوب غربی کشور واقع شده است که دارای تیپهای اقلیمی متفاوت و متنوعی میباشد.اما اکثر مناطق آن در نواحی خشک و نیمهخشک طبفهبندی میگردند.ویژگی اصلی این مناطق عباتست از کمی بارش همراه با نوسانات زیاد که در بیشتر سالها بارندگی به وقوع پیوسته کمتر از میانگین دوره آماری است.لازم به توضیح است که بارندگی زمستانه استان ممکن است به صورت برف باشدو به صورت تجمعی تا اواخر بهمن باقی بماندو در اسفند ماه به دلیل وجود جریانهای همرفتی و نیز جبهههای سردسبب تشدید بارندگیهای بهاره شدهو ایجاد سیلاب کندکه در این صورت اثر ذوب برف نیز در ایجاد سیلاب نقشی مشخص دارد.
مواد و روشها
اساس تحلیل و مطالعه رژیم بارندگی بر مبنای به کارگیری آمارهای بارش روزانه ، ماهیانه و سالیانه می باشد. در این مطالعه داده های بارش ایستگاه سینوپتیک شیراز در دوره آماری... به مدت 55 سال مورد بررسی قرار گرفت . ایستگاه مورد نظر داراری مشخصات جغرافیایی زیر میباشد. پس از اطمینان از همگن بودن دادهها توسط آزمون توالی1 که روشی ساده و غیر نموداری است، محاسبات مقدار بارش و تغییرات آن شامل محاسبه میانگین، انحراف معیار، حداکثر، حداقل، ضریب تغییرات، واریانس و محاسبات فرمول خط رگرسیون به منظور تعیین روند و تحلیل سری زمانی بارش ماهیانه، فصلی و سالیانه انجام گرفت. همچنین نمودار نوسانات بارش سالیانه و فصلی با ریتم 5 ساله محاسبه و ترسیم شد.
برای تعیین معنیداری روند بارش پس از اثبات غیر نرمال بودن دادههای بارندگی توسط آزمون کولموگروف اسمیرونوف، از آزمون غیر پارامتر منکندال استفاده شد. آزمون غیر پارامتری منکندال به منظور تشخیص هر گونه روند تغییرات احتمالی در سری آماری بارش و همچنین بررسی سطح معنیداری روند تغییرات موجود به کار برده میشود. در این آزمون آماره U - t - مقداری است که جهت بزرگی روند تغییرات را مشخص مینمایدو مقدار - U" - t به طور همسان اما وارونه محاسبه میشود،از انتهای سری شروع میشود. در صورتی که مقدار U - t - در %5 معنیدار باشد، میتوان نتیجهگیری نمود که آیا نوع روند، کاهشی - U - t - <0 - یا افزایشی - U - t - >0 - است. به منظور دستیابی به سریهای زمانی فوقالذکر، مقادیر متوالی U - t - و U" - t - توسط آزمون منکندال مورد مقایسه قرار گرفت و آزمون منکندال بر این اساس انجام شد. به منظور مطالعه احتمال وقوع و دوره برگشت بارندگیها در شیراز از توزیع گامبل کهمعمولاً برای پیش بینی وقوع بارندگی و تحلیل فراوانی خشکسالی به کار میرود استفاده شد. فرمولهایی که به این منظور استفاده میشود عبارتند از که P احتمال وقوعx میانگین دادهها، S انحراف از معیار و x مقادیر بارندگی است. برای تحلیل خشکسالی بر پایه دادههای بارندگی از شاخصهای خشکسالی استفاده شده است.به این منظور شاخص دهکها، شاخص توزیع استانداردو شاخص بارندگی استاندارد شده برای ایستگاه سینوپتیک شیراز مورد بررسی قرار گرفت. نتایج به صورت جدول و نمودار ارائه خواهد شد.
نتایج و بحث
بخش عمده بارش در شیراز در نیمه دوم سال و از نوامبر تا آوریل روی میدهد و مقدار بارندگی فصل زمستان 55 - درصد - از سایر فصول سال بیشتر میباشد. پربارانترین ماه سال نیز ماه ژانویه با بارش 85,5 میلیمتر تعیین گردیده است.انحراف معیار این ماه نیز در مقایسه با سایر ماههای سال حداکثر میباشد. مشخصات آماری بارندگی ماهیانه و سالیانه ایستگاه شیراز در جدول 2 درج گردیده است.بیشترین بارش ماهیانه در پربارانترین ماه سال و به اندازه 324,2 و کمترین میزان بارش این ماه 3 میلی متر بوده است. میانگین بارش شیراز 341,6 میلیمتر، بیشترین بارش سالیانه در سال 1956 به بارندگی میزان 706,4 و کمترین بارش در سال 1966 به میزان 96 میلی متر است. همچنین ضریب تغییرات ماهیانه و سالیانه شیراز در جدول 2 آمده است. با توجه به الگوی جهانی بارندگی سالیانه در صورتی که ضریب تغییرات بین%30 تا %40 باشد منطقه دارای الگوی نیمه بیابانی است . [ 5 ] ماههایی که در آن بارش زیاد بوده است مقدار CV محاسبه شده، کاهش یافته است.
بررسی روند بارندگی و معادلات خطی آنها
معادلات خطی بارندگی ماهانه نشان میدهد که در ماههای آوریل، می، نوامبر و دسامبر روند منفی بارندگی شیبهای متفاوت دارند. شیب روند در ماه نوامبر بیشتر از ماههای دیگر است که نشان میدهد در طول دوره آماری بارندگی ماه نوامبر به شدت در حال کم شدن است. روند بارندگی در فصل زمستان افزایشی بوده و در اواسط تابستان به دلیل قطع بارندگی محاسبه روند امکانپذیر نشده است.معادلات خطی بارندگی در شیراز که نشاندهنده روند بارندگی در ماههای مختلف سال میباشد در جدول 3 آمده است.
