حجت رضایی پژند

تشکیل جزیره حرارتی در شهرهای بزرگ یکی از مخاطرات محیطی جدید به علت توسعه بی رویه شهرها قلمداد می شود. دمای کره زمین از قرن 19 میلادی در حال افزایش است. جزیره حرارتی کلان شهرها از دو مولفه گرم شدن جهانی و گرم شدن به علت توسعه شهری (رشد جمعیت، توسعه شهری، تغییر کاربری و ...) به وجود آمده است. بررسی این دو مولفه برای شهر مشهد با آمار دراز مدت دمای 127 ساله هدف این مقاله است. نقطه تغییر دمای سالانه مشهد با روش همبستگی سیستم خاکستری سال 1359 به دست آمد. متوسط دما قبل و بعد از 1359 به ترتیب 5/13 و 1/15 با اختلاف 6/1 درجه سانتیگراد بوده و روند افزایشی دارد. این افزایش حدود 3 درجه افزایش را برای سال 1392 نشان می دهد. معادله خط روند خطی شهر مشهد پس از نقطه شکست با ضریب تعیین و آماره آزمون 0933/0 (دارای روند) است. در حالی که این آماره قبل از نقطه شکست 0035/0 (بدون روند) می باشد. افزون براین دمای سالانه سه ایستگاه کرتیان، بار-اریه و النگ اسدی که خارج از مشهد و در مجاورت آن قرار دارندبرای مقایسه وجود جزیره حرارتی نیز بررسی شد. روش همبستگی سیستم خاکستری نقطه شکست این سه ایستگاه را بین سال های 1355 تا 1359 نشان داد. این تحلیل نشان داد که افزایش دمای سالانه در مشهد و سه ایستگاه حومه با اندک تفاوتی تقریبا هم زمان هستند. شیب خط روند این سه ایستگاه محاسبه که با آزمون خط رگرسیون در سطح یک درصد معنی دار شد. تفاضل شیب خط روند گرم شدن شهر مشهد با ایستگاه برون شهری النگ اسدی محاسبه شد. علت انتخاب ایستگاه النگ اسدی هم ارتفاع بودن و مجاور بودن آن با مشهد است. نتیجه نهایی نشان داد که جزیره حرارتی در شهر مشهد از حدود سال 1360 با شیب 093/0 شروع شده است. تفاوت دمای سالانه تا سال 1392 حدود 3+ درجه سانتی گراد است. رابطه بین لگاریتم رشد جمعیت و اختلاف دما به صورت یک الگوی استاندارد شده ارائه شد که وجود جزیره حرارتی را تایید می کند.

شوری (Ec) و باقی مانده خشک (TDS) از عوامل کیفی آب های شرب، کشاورزی و صنعت محسوب می شوند. ابتدا رابطه بین دبی- شوری و دبی- TDS (توابع سنجه) نمونه های برداشت شده با برازش الگوهای رگرسیونی نمایی، توانی و شبکه عصبی انجام می شود. سپس تحلیل دراز مدت Ec و TDSآب رودخانه (مقیاس روز، ماه و سال) با الگوی انتخابی صورت می گیرد. نمونه های برداشتی اغلب از جریان عادی و سیلاب های کوچک است. سیلاب های بزرگ و کم آبی های شدید رودخانه اثرات مهمی در تحلیل و تبیین نوسانات Ec و TDS دارند. لذا نیاز به تخمین Ec و TDSاین سیلاب ها و کم آبی هاست (برون یابی). الگوهای رایج در برون یابی به دلیل کران دار بودن شوری و باقیمانده خشک خوب عمل نمی کنند. هدف مقاله حاضر به کارگیری الگوی جدید کمانک تطبیقی چند متغیره[1] (MARS) برای حل این مشکل است. حوضه های آبریز خراسان جنوبی نیز برای مطالعه موردی انتخاب شد. MARS یک الگوی رگرسیون تکه ای خطی (یا غیرخطی) کمانکی است که در برون یابی و رعایت کران ها عملکرد بهتری دارد. سه الگوی نمایی، توانی و MARS (با نردبان تبدیل) بر آمار دبی- Ec و دبی- TDS ایستگاه های استان خراسان جنوبی برازش داده شد. دو دیدگاه آماری و فیزیکی این الگوها معیار انتخاب الگوی برتر است که MARSبرتری خود را در این دو حالت نشان داد. نتایج الگوهای برازشی در دو حالت درون یابی و برون یابی با هم مقایسه شد. برون یابی الگوی MARSاعداد معقول و برون یابی سایر الگوها اعدا بسیار بزرگ (حتی بی نهایت) ارائه می کنند. تحلیل ها نشان داد که الگوی MARS با نردبان تبدیل می تواند جایگزین خوبی برای الگو بندی منحنی سنجه Ecو TDS باشد.