تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی

تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی

بررسی و تحلیل تغییرات درون دهه‌ای روند و الگوی فضایی بارش‌های سالانه و فصلی (مطالعه موردی: نیمه غربی ایران)

نویسندگان
فاطمه غیاث آبادی فراهانی 1
فرامرز خوش اخلاق 1
علی اکبر شمسی پور 1
قاسم عزیزی 1
ابراهیم فتاحی 2
1 دانشگاه تهران
2 پژوهشکده هواشناسی
10.29252/jgs.18.48.59
چکیده
هدف از این مطالعه تحلیل تغییرات درون دهه ای داده و الگوی فضایی بارش های سالانه و فصلی نیمه غربی ایران است. به این منظور داده­های بارش روزانه بارش از پایگاه داده­ای اسفزاری استخراج شده است. این پایگاه داده ای در دو بخش تهیه شده ، پایگاه داده ای اول با استفاده از 1434 ایستگاه و پایگاه دوم به کمک 578 ایستگاه با تفکیک مکانی 15× 15 کیلومتر بوده و در قالب سیستم تصویر لامبرت مخروطی تولید شده است. داده های روزانه بارش دوره 2015-1986 (طی سه دهه) مورد بررسی قرار گرفت. برای واکاوی تغییرات درون دهه ای بارش از تحلیل الگوی خودهمبستگی فضایی آماره عمومی G* و به منظور بررسی روند تغییرات از تحلیل رگرسیون، آزمون من کندال استفاده شده است. در انجام محاسبات از امکانات برنامه نویسی Matlab و برای عملیات ترسیمی از نرم افزارهای Surfer و GIS بهره گرفته شد. نتایج حاصل از این مطالعه بیانگر این است که الگوهای خوشه­ای مثبت بارش در مقیاس سالانه بیشتر در امتداد کوههای زاگرس و بخش­هایی از غرب منطقه مورد مطالعه می باشد. در مقیاس فصلی الگوی خودهمبستگی فضایی بارش در فصل پاییز و زمستان تقریبا از الگوی سالانه پیروی کرده، در حالی­که در فصل بهار الگوی فضایی مثبت بارش بیشتر در بخش­های شمالی منطقه مورد مطالعه مشاهده شده است. نتایج حاصل از تغییرات درون دهه­ای الگوهای خودهمبستگی فضایی مثبت بارش نیمه غربی ایران نشان می­دهد به سمت دوره­های اخیر به استثنای فصل زمستان که روند افزایشی نامحسوسی تجربه کرده، در مقیاس سالانه، فصل بهار و پاییز از گستره مکانی الگوی خودهمبستگی فضایی مثبت بارش کاسته شده است. درحالیکه الگوهای خودهمبستگی فضایی منفی بارش در مقیاس سالانه و فصلی روند کاهشی را تجربه کرده است. با این وجود به جز دوره­­ی دوم، الگوی فضایی بارش در منطقه مورد مطالعه تغییرات مکانی قابل توجهی نداشته است. نتایج حاصل از تحلیل روند بیانگر این است که در مقیاس سالانه فصل زمستان اکثر مناطق نیمه غربی کشور از روند کاهشی برخوردار بوده است. در فصل بهار و پاییز با وجود اینکه در منطقه روند افزایشی بارش مشاهده شده ، اما در سطح 95 درصد اطمینان معنی دار نبوده است.
کلیدواژه‌ها
بارش
الگوی خودهمبستگی فضایی
رگرسیون
من-کندال
نیمه غربی ایران

عنوان مقاله English

Analysis of inter-decade changes in trends and spatial patterns of annual and seasonal precipitation, case study: West of Iran

نویسندگان English

Fatemeh Ghiasabadi Farahani 1
Faramarz khoshakhlagh 1
Aliakbar Shamsipour 1
Ghasem Azizi 1
ebrahim fattahi 2
1 Ph.D. student of Climatology, University of Tehran, iran
2 Associate Professor of Geography of the Meteorological Institute, tehran, iran
چکیده English

The present research about the spatial changes of precipitation is mainly focused on western areas of Iran. Precipitation data for three seasons of fall, winter, and spring have been obtained from Esafzari Database, with 15*15 km spatial resolution in the form of a Lambert Cone Image System for the period from 1986 to 2015. To examine the prevailing pattern of precipitation in west of Iran, we have used geostatistical methods of spatial autocorrelation. The changes in precipitation trends have been analyzed using parametric and non-parametric analyses of regression and Mann Kendal. We have used MATLAB for analysis of the data. We have also used ArcGIS and Surfer for drawing maps. The results of inter-decade changes of positive spatial autocorrelation of precipitation in west of Iran have indicated that there has been a decline in spatial extent of the positive spatial autocorrelation pattern in spring and fall, except for winter with a negligible increasing trend. Nevertheless, except for the second period, no considerable spatial changes were observed in the spatial pattern of precipitation in the region. However, there was a decreasing trend in the negative spatial autocorrelation of precipitation in annual and seasonal scales. The results of trend analysis have indicated that there was a decreasing trend in a vast area of the west parts of the country in annual scale and also in winter. Although there was an increasing trend in precipitation in fall and spring, but the trend was not significant in 95 % of confidence interval. The results of Man Kendal test have confirmed the results obtained from linear regression.

کلیدواژه‌ها English

Precipitation
spatial auto-correlation pattern
regression
Mann Kendall
in western areas of Iran
-Akinremi, O. O., MC Ginn S.M. and Cutforth, H.W. (2001) Seasonal and Spatial Patterns of Rainfall Trends on the Canadian Prairies,Journal of climate, vol.14,Issue9, pp.2177-2182.
-Chen j., Wub X., Finlayson B., Webber M., Wei T., and Li M. (2014) Variability and trend in the hydrology of the Yangtze River, China: Annual precipitation and runoff. Journal of Hydrology. 513: 403-412.
-Diop L., Bodian A., and Diallo D. (2016) Spatiotemporal trend analysis of the mean annual rainfall in Senegal. European scientific journal, vol.12. No.12, pp.231-245.
-Gemmer M., S. Becker and T. Jiang (2004) Observed Monthly Precipitation Trends in China 1951-2002. Theor. Appl. Climatol. 77.
-Haigh, M.J. (2014) Sustainable management of head water resources: the Nairobi headwater declaration (2002) and beyond. Asian J. Water, Environ. Pollut. 1(1–2), 17–28.
-Langat, P.K.; Kumar, L.; Koech, R. (2017) Temporal Variability and Trends of Rainfall and Streamflow in Tana River Basin, Kenya. Sustainability, 9, 1963.
-Merabtene T., Siddique M., and Abdallah Sh. (2016) Assessment of Seasonal and Annual Rainfall Trends and Variability in Sharjah City, UAE, Advances in Meteorology, vol., Article ID 6206238, 13 pages.
-Mercy, I. C. (2015) Trend analysis of rainfall pattern in Enugu state, Nigeria. European Journal of Statistics and Probability Vol.3, No.3, pp.12-18.
-Mozafari, G., Shafiei, Sh. (2016) Analysis annual trend of precipitation in western regions of Iran, Journal of Applied Research of Water Sciences, Second Year, No. 1, pp. 49-58.
-Tabari, H. and Hosseinzadeh Talaee, P. (2011) Temporal variability of precipitation over Iran: 1966–2005, Journal of Hydrology, 396: 313-320.
-Tabari, H., Taye, M. T. & Willems, P. (2015) Statistical assessment of precipitation trends in the upper Blue Nile River basin Stoch Environ Res Risk Assess. DOI 10.1007/s00477-015-1046-0.
-Taxak A.K., Murumkar A.R., Arya D.S. (2014) Long term spatial and temporal and homogeneity analysis in Wainganga basin, Central India.Weather and Climate Extremes 4, 50-61.
-Zang Q., Jiang T., Gemmer M., Becker S. (2005) precipitation, temperature and run off analysis from 1950 to 2002 in the Yangtze basin, China, J Hydrol Sci 50:65-80.