شناسایی گسستگی های ساختاری و نقاط تغییر سری زمانی بارش در مناطق کوهستانی (مورد مطالعه: ایستگاه سینوپتیک خرم آباد) (مقاله علمی وزارت علوم)

چکیده

شناسایی روندها و گسستگی های ساختاری در سری زمانی بارش به عنوان یکی از مهمترین چالش ها در مطالعه ی تغییر اقلیم محسوب می شود، چرا که کشف چنین گسستگی های می تواند به ارزیابی مطلوب سناریوهای آینده و پدیده های حدی همچون سیل و خشکسالی منجر گردد. در این مطالعه به منظور شناسایی گسستگی های ساختاری در سری زمانی بارش روزانه و ماهانه ایستگاه سینوپتیک خرم آباد از دو رویکرد تحلیل چندفرکتالی نوسان های روندزدایی شده (MF-DFA) و تحلیل موجک گسسته با بیشینه همپوشانی (MODWT) استفاده شد. نتایج حاصل از کاربرد MF-DFA بر روی سری زمانی بارش روزانه (2018-1961) نشان داد که سه نقطه گسستگی در این سری زمانی وجود دارد که روند بارش در پیرامون این نقاط به طور مشخصی تغییر پیدا کرده است. از سویی، نتایج این رویکرد مشخص کرد که دوره 2002 -1985، به عنوان نوسانی ترین دوره بارش و دوره های 1969- 1961 و 2018- 2010 به عنوان دوره هایی با کمترین نوسان ها در بارش جلوه می کنند. محاسبه تابع نوسان در مقیاس های زمانی 2، 5، 10 و 20 ساله نشان داد که در دوره 2018-2000، نوسان های 2 تا 20 ساله بارش کاهش یافته اند. همچنین نتایج حاصل از تابع نوسان با qاُمین مرتبه نیز روشن کرد که دوره های 1970- 1965 و 1994-1989، همراه با نوسان های حدی بزرگ بارش بوده اند. در صورتی که دو بازه زمانی 2004-1999 و 2013-2008 به دوره هایی با نوسان های حدی کوچک بارش اشاره دارند. همچنین نتایج بدست آمده از کاربرد MODWT برروی سری زمانی بارش ماهانه نشان داد که ضرایب موجک در سال 2007 دستخوش تغییر شده اند. در این راستا با تقسیم سیگنال های فرکانس بالای موجکی به دو دوره شامل 2007-1961 و 2018-2008، مشخص شد که اختلاف بین نوسان های بارش در خلال مقیاس های 8 تا 16 ماه از بیشترین تغییرپذیری در سری زمانی بارش برخوردارند.