تحلیل توزیع زمانی بارش در ایران طیّ چهار دهه‌ی گذشته

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش‌آموخته کارشناسی ارشد،علوم ومهندسی آبخیزداری،دانشکده کشاورزی و منابع‌طبیعی،دانشگاه هرمزگان،بندرعباس ایرانf

2 استادیار، علوم و مهندسی آبخیزداری، دانشکده کشاورزی و منابع‌طبیعی، دانشگاه هرمزگان، بندرعباس، ایران

چکیده

بارش یکی از تغییرپذیرترین پدیده‌های هواشناسی و هیدرولوژیکی است. تخمین متوسط مقدار عددی بارش و بررسی نحوه‌ی تغییرات زمانی بارش به منظور مدیریت و برنامه‌ریزی منابع آب در مناطق مختلف امری ضروری است،  بطوری‌که بیشینه‌نمایی و یا کمینه‌نمایی آن با اهداف مختلف در مدیریت منابع آب  در یک کشور تبعات فرهنگی، اجتماعی و سیاسی زیادی دربر خواهد داشت. در بسیاری از منابع همواره مقدار عددی بارش طیّ چند دهه‌ی گذشته در ایران 240 تا 250 میلی‌متر معرفی گردیده است. لذا بر این مبنا جهت کاوش در صحت و دقت عدد فوق، هدف از این پژوهش، محاسبه‌ی میانگین بارش و بررسی تغییرات واریانس آن طیّ دهه‌های مختلف در سطح کشور ایران است.در این پژوهش تغییرات بارش طیّ چهار دهه در 33 ایستگاه سینوپتیک کشور با توزیع مکانی مناسب مورد بررسی قرار گرفت. برای تحلیل زمانی داده‌های بارندگی، ابتدا ماهیّت اولیه آن‌ها از نظر همگنی، کفایت و تصادفی بودن آمار بررسی گردید و میانگین بارندگی از طریق روش‌های پلی‌گون‌بندی تیسن و خطوط هم‌باران به روش‌های مختلف درون‌یابی کریجینگ، عکس فاصله و همسایگی طبیعی محاسبه گردید و با استفاده از آماره لیون، ناهمگونی واریانس‌ها در دهه‌های مختلف مورد مقایسه قرار گرفت.براساس نتایج به دست آمده،میانگین بارندگی در ایران طیّ چهار دهه‌ی گذشته در روش پلی‌گون‌بندی تیسن 421 میلی‌متر، روش کریجینگ 232 میلی‌متر، روش عکس فاصله 715 میلی‌متر و  روش همسایگی طبیعی 5/715 میلی‌متر برآورد گردید. نتایج حاصل از بررسی ناهمگونی واریانس بارش طیّ چهار دهه نشان داد، واریانس‌ها همگون بوده و میانگین بارندگی در چهار دهه تفاوت معناداری باهم ندارند. براین اساس، پیشنهاد می‌گردد، روش منتخب در برآورد بارش در سطح با توجه به هدف و دقت و صحت مورد نظر انتخاب گردد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Analysis of Temporal Distribution of Rainfall in Iran Over the Past four Decades

نویسندگان [English]

  • Fatemeh Teimouri 1
  • omolbanin bazrafshan 2
2 hormozgan univercity
چکیده [English]

Precipitation is one of the most changeable meteorological and hydrological phenomena. Estimating the  average annual number and the manner of rain fall time changes for management  and planning  changes of water resources in different regions is a necessary subject, So that the maximum or minimum exponential number with different objectives in water resources management has an important cultural, social and political consequences  in a country. In many resources, always numerical value of 240 to 250 mm of rainfall in the past few decades has been introduced. So on this basis to explore the accuracy of the above number; the aim of this study was to calculate the mean and variance of rainfall during the final decades in Iran. In this study, changes in precipitation over the last four decades in 33 synoptic stations with proper spatial distribution were studied. For temporal analysis of precipitation data , firstly their preliminary nature from the view of the uniformity, adequacy and stochastic were statistically analyzed And the average precipitation was calculated by Thiessen polygons and Isohyetal in different ways of Kriging interpolation, inverse distance and natural neighborhood, and using Leuven statistics, the heterogeneity of variances were compared  in different decades . Based on the results obtained, the average rainfall in Iran over the past four decades was estimated 421 mm  in Thiessen polygons method, 232 mm in Kriging method, IDW 715 mm and  Natural Neighbor Interpolation 715.5 mm .The results of the study of heterogeneity of variance in four decades showed that the variances are homogeneous and does not show a significant difference.Accordingly, it is proposed that the nominated method for estimating precipitation on the surface to be selected based on  the considered objective and accuracy.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Precipitation
  • Temporal distribution
  • Thiessen polygons
  • Isohyetal
  • Heterogeneity of variances

بهمنش، جواد؛ مهدی حسامی افشار (1392). تخمین ضرایب چولگی توزینی جهت برآورد سیلاب طرح (مطالعه موردی: استان آذربایجان غربی)، مجله آب و خاک (علوم و صنایع کشاورزی). شماره 3. صفحات 589-578.

ثقفیان، بهرام؛ هما رزمخواه؛ باقر قرمزچشمه (1390). بررسی تغییرات منطقه‌ای بارش‌سالانه با کاربرد روش‌های زمین‌آمار (مطالعه‌ی موردی:استان فارس)، مجله مهندسی منابع آب. شماره 4. صفحات 38-29.

ثقفیان،بهرام؛ سیما رحیمی بندرآبادی (1384). مقایسه‌ی روش‌های درون‌یابی برای برآورد توزیع مکانی مقدار بارندگی سالانه، مجله تحقیقات منابع آب ایران. شماره 1. صفحات 84-74.

حسامی، علی (1395). مطالعه‌ی تغییرات بارندگی و حجم آب‌های زیرزمینی در دشت مریوان با استفاده از سیستم‌های اطلاعات جغرافیایی، مجله محیط زیست و مهندسی آب. جلد 2. شماره 1. صفحات 24-13.

حسنی‌پاک،علی‌اصغر(1386).زمین‌آمار(ژئواستاتیستیک)، انتشارات دانشگاه تهران. چاپ دوم. تهران.

ذوالفقاری، حسن؛ بهروز ساری‌صراف (1378). بررسی بارش‌های شمال غرب ایران با تأکید بر تحلیل خوشه‌ای، مجله آب‌و توسعه. شماره‌ دوم وسوم. صفحات 142-134.

رضیئی، طیب؛ قاسم عزیزی (1386). منطقه‌بندی رژیم بارشی غرب ایران با استفاده از روش‌های‌تحلیل مؤلفه‌های اصلی و خوشه‌بندی، مجله تحقیقات منابع آب ایران. شماره‌ 2. (پیاپی 8). صفحات 62.

زارعیان، فاطمه؛ جلال محمودی؛ محمدرضا جوادی (1391). مقایسه‌ی سه روش درون‌یابی برای پیش‌بینی مکانی شوری خاک در دره ویسه، اکوسیستم‌های طبیعی ایران. شماره 2. صفحات 49-39.

سیدنژاد گل‌ختمی، نفیسه؛ حسین ثنایی‌نژاد؛ بیژن قهرمان؛ حجت رضایی‌پژند (1392). درون‌یابی بارش روزانه حوضه‌ی آبریز دشت مشهد، پژوهش‌های اقلیم‌شناسی. شماره 15و 16. صفحات30-17.

عساکره، حسین (1387). کاربرد روش کریجینگ در میان‌یابی بارش (مطالعه‌ی موردی: میان‌یابی بارش (26/12/1376)، مجله جغرافیا و توسعه. شماره‌ 12. صفحات 42-25.

غیور، حسنعلی؛ ابوالفضل مسعودیان (1375). بررسی نظام تغییرات مجموع بارش سالانه در ایران زمین، مجله نیوار. شماره‌ی 29. صفحات 45-34.

قهرودی تالی، منیژه (1381). ارزیابی درون‌یابی به روش کریجینگ، مجله پژوهش‌های جغرافیایی. شماره 43. صفحات 108-95.

کمالی، غلامعلی (1375). تغییرات شدید بارندگی در نقاط مختلف کشور در ده سال اخیر، اولین کنفرانس منطقه‌ای تغییر اقلیم ایران. تهران. صفحه 43.

محمدی، گلمر؛ صفر معروفی؛ کوروش محمدی (1387). تعیین بهترین روش زمین آمار برای تخمین توزیع بارندگی در استان همدان با استفاده از GIS، سومین کنفرانس مدیریت منابع آب.

مسعودیان، سیدابوالفضل؛ هوشمند عطایی (1384). شناسایی فصول بارشی ایران به روش تحلیل خوشه‌ای، مجله  پژوهشی دانشگاه اصفهان. شماره1. صفحات 12-1.

مظفری، غلامعلی؛ حسن میرموسوی؛ یونس خسروی (1391). ارزیابی روش های زمین آمار و رگرسیون خطی در تعیین توزیع مکانی بارش مورد: استان بوشهر، جغرافیا و توسعه. شماره 27. صفحات 76-63.

مهرشاهی، داریوش؛ یونس خسروی (1389). ارزیابی روش‌های میان‌یابی کریجینگ و رگرسیون خطی بر پایه‌ی مدل ارتفاعی رقومی جهت تعیین توزیع مکانی بارش سالانه (مطالعه‌ی موردی: استان اصفهان)، نشریه‌ مدرس علوم‌انسانی- برنامه‌ریزی و آمایش سرزمین. شماره 4. صفحات 249-233.

میرموسوی،حسن؛ مینا میریان (1390). کاربرد روش‌های زمین آمار در مطالعات توزیع مکانی بارش (مطالعه‌ی موردی: استان کرمان)، جغرافیا و برنامه‌ریزی (دانشگاه تبریز). شماره 38. صفحات 178-153.

Ball, J. E., & Luk, K. C (1998). Modeling spatial variability of rainfall over a catchment.Journal of Hydrologic‌Engineering, 3(2), 122-130.

 Boissonnat, J. D., & Cazals, F (2001). Natural neighbor coordinates of points on a surface. Computational Geometry, 19 (2), 155-173.

 Cheng, K., Sh. Lin, and J. J. Liou )2008(. Rain-gauge network evaluation & augmentation using geostatistics. Hydrol.Proc. 22: 2554-2564.

Cressie, N.O.A (1993). Statistics for spatial data. Second revised edition.NewYork:John Wiley and Sons.

D'Agostino, V., Greene, E. A., Passarella, G., & Vurro, M. (1998). Spatial and temporal study of nitrate concentration in groundwater by means of coregionalization. Environmental geology, 36(3-4), 285-295.

Daly, C., Neilson, R. P., & Phillips, D. L. (1994). A statistical-topographic model for mapping climatological precipitation over mountainous terrain. Journal of applied meteorology, 33 (2), 140-158.

De Beurs, K (1998). Evaluation of spatial interpolation techniques for climate variables: Case study of Jalisco, Mexico. MSc thesis, Department of Statistics and Department of Soil Science and Geology, Wageningen Agricultural University, the Netherlands.

Domroes, M., Kaviani, M., & Schaefer, D. (1998). An analysis of regional and intra-annual precipitation variability over Iran using multivariate statistical methods. Theoretical and Applied Climatology, 61(3-4), 151-159.

Domroes, M., Kaviani, M., & Schaefer, D. (1998). An analysis of regional and intra-annual precipitation variability over Iran using multivariate statistical methods. Theoretical and Applied Climatology, 61(3-4), 151-159.

Gallichand, J., Buckland, G. D., Marcotte, D., & Hendry, M. J (1992). Spatial interpolation of soil salinity and sodicity for a saline soil in southern Alberta. Canadian Journal of Soil Science, 72(4), 503-516.

 Goovaerts, P (1997). Geostatistics for natural resources evaluation. Oxford University Press on Demand.

Goovaerts, P (2000). Geostatistical approaches for incorporating elevation into the spatial interpolation of rainfall. Journal of hydrology, 228(1), 113-129.

GU, L (2003). Moving kriging interpolation and element‐free Galerkin method. International journal for numerical methods in engineering, 56(1), 1-11.

Helsel, D. R., & Hirsch, R. M. (1992). Statistical methods in water resources (Vol. 49). Elsevier.

Hirsch, R. M (1982). A comparison of four streamflow record extension techniques. Water Resources Research, 18(4), 1081-1088.‏

Hurst, H. E  (1951). Long-term storage capacity of reservoirs. Trans. American Society Civil Engineering., 116, 770-808.

 Iguzquiza,E.P )1998(.Comparison of geostatistical methods for estimating the areal average climatological rainfall means using data on precipitation and topography. Inter. J. Climate. 8(9): 1031-1047.

Kastelec, D. and K. Kosmelj (2002). Spatial interpolation of mean yearly precipitation using universal kriging. Developments in statistics, 17,149-162.

Kotil, A (1988). Fluctuation in rainfall distribution. Journal of climatology, Volume 16, PP:1057-1076.

Kumari, M., Basistha, A., Bakimchandra, O., & Singh, C. K (2016). Comparison of Spatial Interpolation Methods for Mapping Rainfall in Indian Himalayas of Uttarakhand Region. Geostatistical and Geospatial Approaches for the Characterization of Natural Resources in the Environment  159-168.

Kumari, M., Singh, C. K., Bakimchandra, O., & Basistha, A (2016). DEM-based delineation for improving geostatistical interpolation of rainfall in mountainous region of Central Himalayas, India. Theoretical and Applied Climatology,1-8.

 Lu, G. Y., & Wong, D. W. (2008). An adaptive inverse-distance weighting spatial interpolation technique. Computers & Geosciences, 34 (9),
 1044-1055.

Rhyns Burger, D (1973). Analytic delineation of Thiessen polygons. Geographical Analysis, 5(2), 133-144.

 St-Hilaire, A., Ouarda, T. B., Lachance, M., Bobée, B., Gaudet, J., & Gignac, C (2003). Assessment of the impact of meteorological network density on the estimation of basin precipitation and runoff: a case study.Hydrological processes, 17(18), 3561-3580.

Thiessen, A. H. (1911). Precipitation averages for large areas. Monthly weather review, 39(7),
1082-1089.