واکاوی روابط مکانی فراوانی رخداد ماهانۀ بارش‌های فرین بالا در ناحیۀ خزری (2016-1966)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استاد اقلیم‌شناسی،گروه جغرافیا، دانشگاه زنجان، زنجان

2 دانشجوی دکتری تغییرات اقلیم، دانشگاه زنجان،زنجان

چکیده

بارش یکی از مهم‌ترین عناصر آب‌وهوایی موثر بر جنبه‌های مختلف محیط بشمار می‌آید از جلوه‌های رفتاری بارش خشونت آن است که به شکل مقادیر فرین ظهور می‌یابد. مقادیر فرین بارش می تواند به صورت سیل و خشکسالی و با ناهنجاری‌ها و پیامدهای محیطی - انسانی قابل توجهی رخ دهد. فرین‌های بارش نظیر تمامی عناصر آب‌وهوایی از الگویی جغرافیایی تبعیت می‌کند. شناسایی این الگوها، بویژه در نواحی که معیشت مبتنی بر نزولات آسمانی است، بر مدیریت و برنامه‌ریزی مبتنی بر دانسته‌های مذکور موثرند. با توجه به اینکه بارش‌های فرین بالای ناحیه خزری، یکی از مخاطرات طبیعی بویژه در بخش‌های شرقی این ناحیه می گردد، شناخت آرایش مکانی این پدیده می تواند برنامه‌ریزی‌های محیطی و کاهش آسیب‌پذیری و نیز افزایش سازگاری با این عارضه را آسان‌تر سازد. از این‌رو و به منظور واکاوی روابط فضایی مجموع فراوانی ماهانه بارش‌های فرین ناحیه خزری براساس آستانه صدک 99 و بیشتر، 385 ایستگاه ( همدید، اقلیم‌شناسی و بارانسنجی سازمان هواشناسی و باران سنجی وزارت نیرو ) طی بازه زمانی 2016-1966 مورد بررسی قرار گرفت. به منظور واکاوی روابط مکانی از برخی روش های آمار فضایی (آماره موران جهانی- موران محلی و آماره گتیس-ارد- جی) استفاده شد. نتایج حاصل از مطالعۀ حاضر نشان داد که رفتارحاکم بر مجموع فراوانی ماهانه بارش فرین ناحیه خزری از الگوی خوشه‌ای پیروی می‌کند. نواحی توام با خودهمبستگی‌های مثبت بیشتر در نواحی داخلی (نواحی کوهپایه‌ای) و به دور از خط ساحلی در اکثر ماه‌ها می باشد. خوشه‌های خودهمبستگی مثبت در بخش‌های شرقی و غربی و قسمت‌هایی از مرکز بیشتر گسترش دارند. آزمونG* (گتیس-جی استار) فراوانی خوشه‌هایی با ارزش بالا و پایین را تایید می کند. مقایسه یافته‌های این پژوهش و پژوهش‌های پیشین نشان داد که موقعیت جغرافیایی ناحیه خزری و ارتفاعات البرز و نیز سامانه‌های همدید موثر بر ناحیه خزری تاثیر شایان توجهی بر الگوی فضایی فراوانی رخداد بارش فرین دارند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

An analysis of spatial auto-correlation of monthly frequency of extreme precipitation occurrence in Iranian coastal region of Caspian Sea in 1966 - 2016

نویسندگان [English]

  • Hossein Asakereh 1
  • leila hosseinjani 2
1 Professor in Climatology, Department of Geography,University of Zanjan
2 PhD student
چکیده [English]

Precipitation is considered as one of the most important climate elements affecting different environmental aspects.. Precipitation extremes follow a geographical pattern like all other climate elements. Recognition of such patterns, specifically in those areas where people’s lives depend on precipitations, can determined the amount of success in environmental management as well as in resources planning. High extreme precipitation in Iranian coastal region of Caspian Sea, especially eastern parts, the recognition of spatial auto-correlation of such a phenomenon can facilitate environmental planning and also increasing adaptability with such a disaster. Therefore, in order to analyze auto-correlation of the sum frequency of monthly extreme precipitations of under investigation region, the 99 percentile of precipitation for each pixel of the map is considered. 385 stations were studied during the time period covering 1966 to 2016. We have used spatial statistics techniques to analyze spatial auto-correlation features. Results of the present study showed that the dominant behavior in sum frequency of monthly extreme precipitation under study region followed cluster pattern. The areas with positive auto-correlations were mostly found in internal areas and far from the coastal line over most months. Positive auto -correlated clusters were spread in eastern and western regions and some parts in central areas. G* test approved the frequency of clusters with high and low values. The comparison of our findings with previous studies showed that the geographical location of under investigation region, and also synoptic systems affecting the region have affected the spatial auto-correlation frequency pattern of extreme precipitation occurrence.

کلیدواژه‌ها [English]

  • extreme precipitation"
  • "monthly frequency"
  • "auto-correlation analysis"
  • "Moran Index "
  • "G* Index

-    اسعدی اسکویی، ابراهیم؛ نیما فرید مجتهدی (1390). پراکنش فضایی بارش استان گیلان. نخستین کنفرانس ملی هواشناسی و مدیریت آب کشاورزی. 2-1 آذر 1392.

-    جهانبخش‌اصل، سعید؛ فریبا کریمی (1378). تحلیل سینوپتیکی تأثیر پرفشار سیبری بر بارش سواحل جنوبی دریای خزر. فصلنامۀ تحقیقات جغرافیایی، شمارۀ 54-55، صفحات 131-107.

-    جلالی، مسعود؛ علی شاهبایی؛ وهاب کمریان (1396). شناسایی الگوهای همدید بارش‌‌های شدید تابستانه در سواحل جنوبی دریای خزر، جغرافیا و برنامه‌‌ریزی. شمارۀ 59. صفحات 39-23.

 

-    جانبازقبادی، غلامرضا؛ عباس مفیدی؛ آذر زرین (1390). شناسایی الگوهای همدید بارش‌‌های شدید زمستانه در سواحل جنوبی دریای خزر، جغرافیا و برنامه‌‌ریزی محیطی. شمارۀ 2. صفحات 40-23.

-    حلبیان، امیرحسین؛ فرشته حسینعلی‌پورجزی (1393). تحلیل فراوانی رودبادهای مرتبط با بارش‌های حدی و فراگیر در کرانه‌‌های غربی خزر، فصلنامۀ تحقیقات جغرافیایی. شمارۀ 112. صفحات 205-220.

-    حلبیان، امیرحسین (1395). تحلیل همدید بارش‌‌های حدی و فراگیر در کرانه‌‌های غربی خزر با تأکید بر الگوهای فشار تراز دریا، انجمن جغرافیایی ایران. شمارۀ 51. صفحات 218-193.

-    خوشحال‌دستجردی، جواد (1376). تحلیل و ارائۀ مدل‌‌های سینوپتیک کلیماتولوژی برای بارش‌‌های بیش از یک‌صد میلی‌‌متر در سواحل جنوبی دریای خزر. رسالۀ دکتری اقلیم‌‌شناسی به راهنمایی هوشنگ قائمی. دانشگاه تربیت مدرس.

-    خوش اخلاق، فرامرز؛ نیما فریدمجتهدی؛ سمانه نگاه؛ فروغ مؤمن‌پور؛ شبنم صبوری؛ ابراهیم اسعدی‌سکویی (1395). پدیدۀ برف دریاچه‌‌ای و نقش آن در رخداد برف‌‌های سنگین کرانۀ جنوب‌‌غربی دریای خزر، فضای جغرافیایی. شمارۀ 53. صفحات 251-229.

-    ستوده، فاطمه؛ بهلول علیجانی (1394). رابطۀ پراکندگی فضایی بارش‌‌های سنگین و الگوهای فشار در گیلان. تحلیل فضایی مخاطرات محیطی. سال دوم. شمارۀ 1. صفحات 73-63.

-    صداقت، مهدی؛ حمید نظری‌پور (1394). تغییرات زمانی- مکانی بارش دورۀ سرد سال در ایران (1950-2006)، پژوهش‌‌های جغرافیای طبیعی. دورۀ 47. شمارۀ 3. صفحات 433-421.

-    عزیزی، قاسم؛ زهرا صمدی (1386). تحلیل الگوی سینوپتیکی سیل 28 مهر 1382 استان‌‌های گیلان و مازندران، پژوهش‌‌های جغرافیایی. شمارۀ 60. صفحات 74-61.

-    علیجانی، بهلول (1394). تحلیل فضایی، مجلۀ مخاطرات محیطی. شمارۀ 3. صفحات 14-1.

-    عساکره،حسین؛ رضا خوش‌‌رفتار؛فاطمه ستوده (1391). بارش‌‌های سنگین روزانۀ سپتامبر در ارتباط با الگوهای همدید در استان گیلان (2005-1976)،  پژوهش‌‌های جغرافیای طبیعی. شمارۀ 2. صفحات 66-51.

-    عساکره، حسین (1387). کاربرد روش کریجینگ در میان‌‌یابی بارش، جغرافیا و توسعه. شمارۀ 12. صفحات 42-25.

-    عساکره، حسین (1390). مبانی اقلیم‌‌شناسی آماری، چاپ اول. انتشارات دانشگاه زنجان.

-    عسگری، علی (1390). تحلیل‌‌های آمار فضایی با ARCGIS، چاپ اول. سازمان فناوری اطلاعات و ارتباطات شهرداری تهران.

-    فلاح‌قالهری، غلام‌عباس؛ مهدی اسدی؛ عباسعلی داداشی‌رودباری (1394). تحلیل فضایی پراکنش رطوبت در ایران، پژوهش‌‌های جغرافیای طبیعی. شمارۀ 4. صفحات 650-637.

-    قدرتی، علیرضا؛ سمانه رحمتی (1394). تحلیل سینوپتیکی بارش‌‌های رگباری منجر به سیل در غرب گیلان، سومین کنفرانس ملی مدیریت و مهندسی سیلاب، 21-23 مهر ماه 1394.

-    کارخانه، میثم؛ عباس مفیدی؛ آذر زرّین (1395). شبیه‌‌سازی نقش دریای‌خزر بر وقوع بارش‌‌های منطقه‌‌ای در سواحل جنوبی دریای خزر، جغرافیا و آمایش شهری-منطقه‌‌ای. شمارۀ 18.صفحات168-153.

-    کردجزی، محمد؛ محمدرضا رحمن‌نیا؛ سعید باقری (1393). بررسی وقوع سیلاب در استان گلستان، مجموعه مقالات شانزدهمین کنفرانس ژئوفیزیک ایران، 23 تا 25 اردیبهشت 1393.

-    مظفری، غلامعلی؛ احمد مزیدی؛ شهاب شفیعی (1396). واکاوی روابط فضایی بارش‌‌های فرین غرب ایران، جغرافیا و توسعه. شمارۀ 46. صفحات 184-169.

 

-    مفیدی، عباس؛ آذر زرّین؛ غلامرضا جانبازقبادی (1387). تعیین الگوی همدیدی بارش‌‌های شدید زمستانه و مقایسۀ آن با الگوی بارش‌‌های شدید پاییزه در سواحل جنوبی دریای خزر، اولین کنفرانس بین‌المللی تغییرات زیست‌محیطی منطقۀ خزری. 3 تا 4 شهریور 1387. دانشگاه مازندران. بابلسر.

-    مفیدی، عباس؛ آذر زرّین؛ غلامرضا جانبازقبادی (1386). تعیین الگوی همدیدی بارش‌‌های شدید و حدی پاییزه در سواحل جنوبی دریای خزر، مجلۀ فیزیک زمین و فضا. شمارۀ 3. صفحات 154-131.

-    معصوم‌پورسماکوش، جعفر؛ مرتضی میری؛ رضا دوستان؛ جلیل صحرایی (1392). بررسی همدیدی- دینامیکی الگوهای بارش حدی بهاره در سواحل جنوبی دریای خزر، جغرافیا و مخاطرات محیطی. شمارۀ 6. صفحات 88-71.

-    مرادی، حمیدرضا (1385). پیش‌‌بینی وقوع سیلاب‌‌ها براساس موقعیت‌‌های سینوپتیکی در ساحل جنوبی دریای خزر، پژوهش‌‌های جغرافیایی. شمارۀ 55. صفحات 131-109.

-    مرادی، حمیدرضا (1380). بررسی سینوپتیک سیلاب 21 آبان ماه سال 1375 نواحی مرکزی مازندران، رشد آموزش جغرافیا. شمارۀ 56. صفحات 41-33.

-    میرموسوی، حسین؛ مهدی دوستکامیان؛ فاطمه ستوده (1394). بررسی و تحلیل الگوی فضایی تغییرات درون دهه‌ای بارش‌‌های سنگین و فوق‌سنگین ایران، جغرافیا و برنامه‌‌ریزی محیطی. پیاپی 93. شمارۀ 3. صفحات 76-67.

-    نظری‌‌پور، حمید؛ مهدی دوستکامیان؛ سارا علیزاده (1394). بررسی الگوهای توزیع فضایی دما، بارش و رطوبت با استفاده از تحلیل اکتشافی زمین آمار (بررسی موردی: نواحی مرکزی ایران)، مجلۀ فیزیک زمین و فضا. دورۀ 41. شمارۀ 1. صفحات 117-99.

 

 

 

 

-     Agena, I.; Macdonald, N. and Morse, A.P (2014). Variability of maximum and mean average temperature across Libya (1945-2009). Theoretical and Applied Climatology. 117: PP.549-563.

-     Alexandersson, H (1986). A Homogeneity Test Applied to precipitation data. Journal of Climatology. Vole, 6, PP.661-675.

-     Allard, D.; and Soubeyrand, S (2012). Skew-normality for climatic data and dispersal models for plant epidemiology: when application fields drive spatial statistics. Spatial Statistics. Vol, 1: PP.50-64.

-     Anselin, L (1995). Local indicators of spatial association-LISA. Geographical Analysis, Vol, 27, PP.93-115.

-     Anagnostopoulou, c, and k. Tolika (2012). Extreme precipitation in Europe: statistical threshold selection based on climatological criteria. Theoretical and Applied climatology, Vol, 107, PP. 479-489.

-     Chang, H, Kwon, W (2007).Spatial variations of summer precipitation trends in South Korea, 1973–2005, ENVIRONMENTAL RESEARCH LETTERS2, 045012. PP. 1-9.

-     Chang, S.A (2001). “Damaging Thunderstorm Activity in the United States. Bulletin of the American”,Meteorological Society, PP.597608.

-     Frich P, Alexander LV, Della-Marta P, Gleason B, Hay lock M, Tank AMGK, Peterson T (2002). Observed coherent changes in climatic extremes during the second half of the twentieth century. Clim Res 19:PP.193-212.

-     Fu,W. J., Jiang, P. K, Zhou, G. M., & Zhao, K. L (2014). Using Moran's I and GIS to study the spatial pattern of forest litter carbon density in a subtropical region of southeastern China, Biogeoscinces, Vol,11, No 8, PP.2401-2409.

-     Hartmann, S.; Baker. And King. L (2008). Quasi-Periodicities in Chinese Precipitation Time Series.Theoretical & Applied Climatology, 92:PP. 155-163.

-     Mc Cabe, M. F, kalma, J. D & Franks, S, W, (2005).Spatial and temporal patterns of land surface fluxes remotely sensed surface temperatures within an uncertainty modelling framework, Hydrology and Earth system Sciences, Vol.9, No 5, PP.467-480.

-     Matkan,Ali Akbar,Matin Shahri,Mojgan Mirzaie (2013). Bivariate Moran,s I AND lisa to explore the crash risky location urban areas. N-AERUS XIV Enschede 12 - 14th September.

-     Ord, J, K and Getis, Arthur (1995). Local Spatial Autocorrelation Statistics:Distributional Issues and an Application. Geographical analysis, Vol.27, Issue 4, 306-286.

-     IPCC (2007). The physical science basis. Contribution of Working Group I to Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, Cambridge, United Kingdom, and Cambridge University Press.

-     Jia, S., Zhu, W., Lű, A. and Yan, T (2011). ''A statistical spatial downscaling algorithm of TRMM precipitation based on NDVI and DEM in the Qaidam Basin of China''. Remote sensing of Environment. 115 (12):PP. 3069-3079.

-     Jacquez, G.M. and Greiling, D.A (2003). ''Local clustering in breast, lung and colorectal cancer in Long Island, New York''. Int J Health Geographic's. 2: 3.

-     Killeen, T.J., Douglas, M., Consiglio, T., Jorgensen, P.M. and Mejia, J (2007). "Dry spots and wet spots in the Andean hotspot''. Journal of Biogeography. 34 (8): PP.1357-1373.

-     Clark, w. a. v, Hosking, P.l (1986). Statistical Methods for geographers, John Wiley and sons, New York, 379.

-     Robeson, S.M., Li,A. and Hunang, C (2014). Point- pattern analysis on the sphere Statistics. Spatial Statistics 10, PP.76-86.

-     Rousta,I,Doostkamian,M,Haghighi,E,Ghafarian,H,Yarahmadi, P (2017). A Analysis of Spatial Autocorrelation Patterns of Heavy and Super-Heavy Rainfall in Iran. Advances in Atmospheric Sciences,Vol.34,SEPTEMBER 2017,PP.1069-1081.

-     Rousta, I, Nasserzadeh, M, Jalali, M, Ghaseme, A (2017).Decadal Spatial-Temporal Variations in the Spatial Pattern of Anomalies of Extreme Precipitation Thresholds (Case Study: Northwest Iran). Atmosphere 2017, 8, 135; PP. 1-15.

-     Sugumaran, R, Larson, S, R, & DeGroote, J. P., (2009). Spatial-temporal cluster analysis of county-based human West Nile Virus incidence in the continental United States, International journal of health geographice, Vol.8, No.1,
PP.8-43.

-     Ustrnul, Z., Czekierda, D (2001). Circulation background of the atmospheric precipitation in Central Europe (based on the Polish example), Meteorologist Zeitschrift, Vol. 10, No.2,
PP.103-111.

-     Wang,Q,Ni,J,& Tenhunen, J (2005). Application of a geographically Weighted regression analysis to estimate net primary production of Chines forest ecosystems,Global Ecology Biogeography, Vol.14,No 4, PP.379-393.