تحلیل تغییرات مکانی و زمانی بارش فرین استان اصفهان

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده

استادیار گروه جغرافیا، دانشگاه پیام نور، اصفهان، ایران

چکیده

در این پژوهش به منظور تحلیل مکانی بارش‌های فرین استان اصفهان از داده‌های بارش روزانه 22 ایستگاه همدید از بدو تأسیس تا سال 1403 و مدل کریچینگ معمولی استفاده شده است. برای بررسی تغییرات زمانی از داده‌های بارش روزانة ایستگا‌ه‌های منتخب کاشان در شمال استان و اصفهان در مرکز استان از سال 1403-1351 برای مقایسة سه دورة زمانی و از خور و بیابانک در شرق، گلپایگان در غرب و شهرضا در جنوب استان از 1403-1371 برای مقایسة دو دورة زمانی با کاربست مدل توزیع مقادیر فرین تعمیم‌یافته، استفاده شده است. مدل برای چهار شاخص بارش سالانه، بارش فرین سالانه، نسبت بارش فرین به بارش سالانه و نسبت روزهای فرین به روزهای بارانی سالانه برازش داده شد. نتایح نشان­داد که در استان اصفهان حدود 43 تا 53 درصد از بارش سالانه در 10 تا 11 درصد روزهای بارانی سال به­صورت فرین نازل می‌شوند. بارش سالانه در سطح استان رو به کاهش است و بیشترین کاهش در شرق و کمترین آن در شمال استان وجود دارد. نسبت بارش‌های فرین به بارش سالانه در غرب و جنوب استان تا حدودی کاهش یافته است اما در شرق استان کاهش چشمگیر یافته است. شمال استان نسبت بارش فرین به بارش سالانه در دورة سوم افزایش داشته اما روزهای بارش فرین سهم کمتری از روزهای بارانی را دارند. مرکز استان هم نسبت بارش‌های فرین به بارش سالانه و هم نسبت روزهای فرین به روزهای بارانی افزایش یافته است. در غرب استان در دورة اخیر روزهای بارش‌های فرین درصد بیشتری از روزهای بارانی را شامل می‌شود. در جنوب استان نسبت روزهای فرین به روزهای بارانی به مقدار زیادی افزایش یافته است اما در شرق استان نسبت روزهای فرین به روزهای بارانی کاهش یافته است. برای مدیریت بحران آب و کاهش خطر خیزش ریزگردها به­ویژه در شرق و مرکز استان، بررسی و مدیریت بارش‌های فرین ضروری است.      

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Analysis of Spatial and Temporal Changes of Extreme Precipitation in Isfahan Province

نویسنده [English]

  • Nasrin Nikandish
Assistant Professor of Geography, Payam Noor University, Isfahan, Iran
چکیده [English]

 
This research used daily precipitation data from 22 synoptic stations from the time of their establishment until 2024 and the Ordinary Kriging model with the aim of spatially analyzing extreme precipitation in Isfahan province. To study temporal changes, daily precipitation data from selected stations in Kashan in the north of the province and Isfahan in the center of the province from 1972-2024 were used to compare three time periods, and from Khor & Biabanak in the east of the province, Golpayegan in the west of the province, and Shahreza in the south of the province from 1992-2024 were used to compare two time periods by applying the generalized extreme value distribution model. The model is fitted for four annual precipitation indices: annual extreme precipitation, ratio of extreme precipitation to annual precipitation, and ratio of extreme days to annual rainy days. The results showed that in Isfahan province, about 43 to 53 percent of the annual precipitation falls as extreme precipitation on 10 to 11 percent of the rainy days of the year. Annual precipitation is decreasing throughout the province, with the greatest decrease in the east and the least in the north of the province. The ratio of extreme precipitation to annual precipitation has decreased slightly in the west and south of the province, but there has been a significant decrease in the east of the province. In the north of the province, the ratio of extreme precipitation to annual precipitation has increased in the third period.

کلیدواژه‌ها [English]

  • "Extreme precipitation"
  • "Isfahan Province"
  • "Spatial analysis"
  • " Temporal analysis"
  • "Generalized distribution of extreme values"
آزادغلامی‌خسمخی، فریدون؛ پرویز رضائی؛ امیر گندمکار (1399). واکاوی فصلی رخداد روزهای همراه با بارش سنگین در حوضه تالش-تالاب انزلی.  مخاطرات محیط طبیعی، 9(25) صفحات40-17.
جهانبخش‌اصل، سعید؛ بهروز ساری‌صراف؛ حسین عساکره؛ سهیلا شیرمحمدی (1399). واکاوی تغییرات زمانی- مکانی بارش‌های ‌بحرانی (فرین بالا) در غرب ایران طی سال‌های 2016–1965، تحلیل فضایی مخاطرات محیطی. 7(1). صفحات 106- 89.
رازی قلاوند، مهین؛ منوچهر فرج‌زاده‌اصل؛ یوسف قویدل رحیمی (1402). تحلیل ناایستایی بارش‌های حدی در رابطه با دما، پژوهش‌های اقلیم‌شناسی. 1402(56). صفحات 112- 95.
عساکره، حسین؛ فرشته مازینی (1389). تحلیل توزیع احتمال بارش سالانه استان گلستان، تحقیقات منابع آب ایران. سال ششم. شماره 1. بهار 1389.
عساکره، حسین؛ لیلا حسینجانی (1398). ارزیابی الگوهای رگرسیونی برازنده بر برخی ویژگی‌های بارش‌های فرین بالا و فراگیر ناحیه خزری، جغرافیا و مخاطرات محیطی.  8(1). صفحات 217- 199.
https://geoeh.um.ac.ir/article_33211.html
علیجانی، بهلول (1390). تحلیل فضایی دماها و  بارش‌های بحرانی روزانه در ایران، تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی (علوم جغرافیایی). 17(20). صفحات 30-9.
قاسمی‌نژاد، سعیده؛ سعید سلطانی؛ علیرضا سفیانیان (1393). ارزیابی ریسک خشکسالی استان اصفهان، علوم آب و خاک. مجله علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی. دانشگاه صنعتی اصفهان. 18(68). صفحات 226-213.
قربانی، حمید (1401). برازش بهترین توزیع احتمالاتی به بیشینه بارش روزانه در سال (مطالعه‌ موردی ایستگاه‌های همدیدی اصفهان و کاشان)، نشریه ریاضی و جامعه. 7(2). صفحات 18-9. 
میرمریدی، عاطفه؛ داریوش یاراحمدی؛ حمید میرهاشمی (1400). بررسی تغییرپذیری فضایی- زمانی بارش سالانه و  بیشینة بارش روزانه در غرب ایران، پژوهش‌های جغرافیای طبیعی. 53(3)، صفحات 349- 335.
مسعودیان، سیدابوالفضل (1402). بررسی آب و هواشناختی بارش‌های سیل‌زای بهار 1398 در غرب ایران، مخاطرات محیط طبیعی. 12(37). صفحات 116-101. 
محمدی‌جوزدانی، سمیه؛ حسین ملکی‌نژاد؛ علی دولتی (1398). تاثیر مناطق همگن هیدرو- اقلیمی بر تعیین بهترین توزیع‌ احتمالاتی برای بارش‌های حداکثر روزانه، فصلنامه علمی مهندسی منابع آب. 12(40). صفحات 114-105.
معیری، مسعود؛ مژگان انتظاری (1387). سیلاب و مروری بر سیلاب‌های استان اصفهان، مطالعات برنامه‌ریزی سگونتگاه‌های انسانی. 3(6). صفحات 124-110.
Back, Á. J., & Bonfante, F. M. (2021). Evaluation of generalized extreme value and Gumbel distributions for estimating maximum daily rainfall. Brazilian Journal of Environmental Sciences, 56(4), 654-664.
Coronado-Hernández, Ó. E., Merlano-Sabalza, E., Díaz-Vergara, Z., & Coronado-Hernández, J. R. (2020). Selection of hydrological probability distributions for extreme rainfall events in the regions of Colombia. Water, 12(5), 1397.
Gentilucci, M., Rossi, A., Pelagagge, N., Aringoli, D., Barbieri, M., & Pambianchi, G. (2023). GEV Analysis of Extreme Rainfall: Comparing Different Time Intervals to Analyse Model Response in Terms of Return Levels in the Study Area of Central Italy. Sustainability, 15(15), 11656.
John, O. (2022). Evaluation of Rainfall Extreme Characteristics in Dodoma Urban, A Central Part of Tanzania. International Journal of Environment and Geoinformatics, 9(3), 165-177.
Kodra, E., & Ganguly, A. R. (2014). Asymmetry of projected increases in extreme temperature distributions. Scientific reports, 4(1), 5884.
Lymperi, O. A., & Varouchakis, E. A. (2024). Modeling Extreme Precipitation Data in a Mining Area. Mathematical Geosciences, 1-33.
Moccia, B., Mineo, C., Ridolfi, E., Russo, F., & Napolitano, F. (2021). Probability distributions of daily rainfall extremes in Lazio and Sicily, Italy, and design rainfall inferences. Journal of Hydrology: Regional Studies, 33, 100771.
Mo, C., Ruan, Y., He, J., Jin, J., Liu, P., & Sun, G. (2019). Frequency analysis of precipitation extremes under climate change. International Journal of Climatology, 39(3), 1373-1387,
Mo, C., Song, X., Ruan, Y., Lan, H., Lei, X., Xing, Z., & Sun, G. (2022). Climate change impact on extreme value and its frequency distribution function in a karst basin, Southwest China. Journal of Water and Climate Change, 13(3), 1354-1369.
Ng, J. L., Yap, S. Y., Huang, Y. F., Noh, N. M., Al-Mansob, R. A., & Razman, R. (2020). Investigation of the best-fit probability distribution for annual maximum rainfall in Kelantan River Basin. In IOP Conference Series: Earth and Environmental Science (Vol. 476, No. 1, 012118). IOP Publishing.
Rieder, H. E. (2014). Extreme Value Theory: A primer. Lamont-Doherty Earth Observatory,
Regueira, A. D. O., & Wanderley, H. S. (2022). Changes in rainfall rates and increased number of extreme rainfall events in Rio de Janeiro city. Natural Hazards, 114(3), 3833-3847.
Ragulina, G., & Reitan, T. (2017). Generalized extreme value shape parameter and its nature for extreme precipitation using long time series and the Bayesian approach. Hydrological Sciences Journal, 62(6), 863-879.
Salama, A. M., Gado, T. A., & Zeidan, B. A. (2018). On selection of probability distributions for annual extreme rainfall series in Egypt, Twenty-first International Water Technology Conference, IWTC21.
https://www.semanticscholar.org/paper
Pratiwi, N., Iswahyudi, C., & Safitri, R. I. (2019). Generalized extreme value distribution for value at risk analysis on gold price. In Journal of Physics: Conference Series (Vol. 1217, No. 1, 012090). IOP Publishing.
https://iopscience.iop.org › article
Tanprayoon E, Tonggumnead U, Aryuyuen S. (2023). A new extension of generalized extreme value distribution: Extreme value analysis and return level estimation of the rainfall data. Trends in Sciences. 2023, 20(1): 4034.
Warren, R. A., Jakob, C., Hitchcock, S. M., & White, B. A. (2021). Heavy versus extreme rainfall events in southeast Australia. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, 147(739), 3201-3226.