لیلا حسینجانی

واکاوی فرین های آب و هوایی به دلیل پیامدهای اقتصادی، اجتماعی و خسارات مالی حاصل از آن ها، در معرض توجه بسیاری از اقلیم شناسان و نیز دانشمندان علوم محیطی و حتی علوم انسانی- اجتماعی بوده است. یکی از مراحل واکاوی فرین های آب و هوایی، الگوسازی آماری این نوع رویدادهاست. یکی از ساده ترین الگوهای برازنده بر مشخصات فرین های آب و هوایی، الگوهای رگرسیونی است. در مطالعه حاضر تمامی مدل های رگرسیونی در دسترس بر فراوانی و متوسط شدت بارش فرین بالا و فراگیر داده های شبکه ای حاصل از میانیابی 385 ایستگاه ناحیه خزری طی 51 سال (2016-1966) در معرض توجه قرار گرفت. برای دستیابی به اهداف این پژوهش آستانه های صدک 95-90، 99-95 برای بارش شدید و آستانه صدک 99 و بیشتر برای بارش فرین در نظر گرفته شد. انواع الگوهای رگرسیونی الگوهای خطی و غیرخطی شامل 35 مدل اصلی بر هریک از سری داده ها برازش داده شد. ملاک ارزیابی الگوهای برازش یافته بر شدت و فراوانی بارش های فراگیر شدید و فرین ناحیه خزری نمایه های ضریب تعیین( ) میانگین مربعات خطا ( ) و خطای استاندارد مدل (SE) بوده است. نتایج نشان داد که الگوهای رگرسیونی توانایی توجیه روند تغییرات بارش های فرین را نداشته اند؛ بنابراین دو گروه روش های ارزیابی دیگر، شامل تحلیل مشاهدات بر مبنای دانش احتمال و فرایند تصادفی و نیز مطالعه مشاهدات از طریق روش های مبتنی بر هوش مصنوعی را می توان برای مطالعه این قبیل مشاهدات توصیه نمود.

بارش عنصری اقلیمی با وردایی زمانی- مکانی بسیار بالاست. از جلوه های وردایی بارش مقادیر فرین آن است که با پیامدهای محیطی– انسانی و به سبب تأثیرات گسترده در ساختارهای فیزیکی و انسانی در کانون مطالعات اقلیمی است. بنابراین، بررسی این نوع بارش ها در ناحیه ای که قطب کشاورزی است و، از طرفی، این بارش ها یکی از مخاطرات طبیعی است اهمیت دارد. به منظور واکاوی فضایی مجموع فراوانی سالانه بارش شدید (آستانه های صدک 90-95، 95-99) و خیلی شدید (صدک 99 و بیشتر)، از داده های میان یابی شده بارش روزانه طی بازه 1966-2016 استفاده شد. برای شناسایی الگوی پراکنش مکانی از آماره موران و Gi* استفاده شد. با توجه به مقدار نمایه موران کلی 9/0 (سطح اطمینان 99درصد)، الگوی فضایی برازنده بارش ها الگوی خوشه ای است. در گروه بارشی شدید، بیشتر الگوهای خوشه ای مثبت در بخش های مرکزی و غربی و بارش خیلی شدید بیشتر در بخش شرقی، مرکزی و ناخوشه ها در گروه اول و دوم بیشتر در بخش شرقی و در گروه سوم در بخش های مرکزی و جنوب غربی ناحیه است. آزمون Gi* فراوانی خوشه هایی با ارزش بالا و پایین را تأیید می کند. در بررسی روابط مکانی با آماره دومتغیره موران، طول جغرافیایی و ارتفاعات البرز بیشترین تأثیر را در رخداد بارش ها دارند.

بارش یکی از مهم ترین عناصر آب وهوایی موثر بر جنبه های مختلف محیط بشمار می آید از جلوه های رفتاری بارش خشونت آن است که به شکل مقادیر فرین ظهور می یابد. مقادیر فرین بارش می تواند به صورت سیل و خشکسالی و با ناهنجاری ها و پیامدهای محیطی - انسانی قابل توجهی رخ دهد. فرین های بارش نظیر تمامی عناصر آب وهوایی از الگویی جغرافیایی تبعیت می کند. شناسایی این الگوها، بویژه در نواحی که معیشت مبتنی بر نزولات آسمانی است، بر مدیریت و برنامه ریزی مبتنی بر دانسته های مذکور موثرند. با توجه به اینکه بارش های فرین بالای ناحیه خزری، یکی از مخاطرات طبیعی بویژه در بخش های شرقی این ناحیه می گردد، شناخت آرایش مکانی این پدیده می تواند برنامه ریزی های محیطی و کاهش آسیب پذیری و نیز افزایش سازگاری با این عارضه را آسان تر سازد. از این رو و به منظور واکاوی روابط فضایی مجموع فراوانی ماهانه بارش های فرین ناحیه خزری براساس آستانه صدک 99 و بیشتر، 385 ایستگاه ( همدید، اقلیم شناسی 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 مطالعه حاضر نشان داد که رفتارحاکم بر مجموع فراوانی ماهانه بارش فرین ناحیه خزری از الگوی خوشه ای پیروی می کند. نواحی توام با خودهمبستگی های مثبت بیشتر در نواحی داخلی (نواحی کوهپایه ای) و به دور از خط ساحلی در اکثر ماه ها می باشد. خوشه های خودهمبستگی مثبت در بخش های شرقی و غربی و قسمت هایی از مرکز بیشتر گسترش دارند. آزمونG* (گتیس-جی استار) فراوانی خوشه هایی با ارزش بالا و پایین را تایید می کند. مقایسه یافته های این پژوهش و پژوهش های پیشین نشان داد که موقعیت جغرافیایی ناحیه خزری و ارتفاعات البرز و نیز سامانه های همدید موثر بر ناحیه خزری تاثیر شایان توجهی بر الگوی فضایی فراوانی رخداد بارش فرین دارند.

از مهم ترین اهداف آمار فضایی، بررسی روابط مکانی داده های محیطی (بارش شدید) برای تحلیل الگوها و وابستگی های فضایی است. در این راستا تحلیل اکتشافی داده های فضایی روش هایی را برای تمایز بین الگوهای تصادفی و غیر تصادفی فراهم می آورد. در این پژوهش با کاربرد آماره فضایی به تبیین الگوهای مکانی بارش های شدید که با پیامد های محیطی – انسانی همراه است، پرداخته شد. در این راستا مجموع فراوانی ماهانه بارش های شدید فصول سرد ناحیه خزری در دو گروه آستانه صدک 95-90 و 99-95، از 385 ایستگاه اقلیمی طی 2016- 1966 با کاربرد آماره موران و آماره Gi*به منظور تحلیل خودهمبستگی فضایی استفاده شد. یافته های آماره موران کلی نشان داد که رفتار حاکم بر بارش شدید دارای ساختار فضایی و به شکل خوشه ای است. بررسی های ماهانه فصول نشان داد که به لحاظ فراوانی وقوع بارش های حاصل از این دو گروه بارشی، فراوانی رخداد بارش های صدک آستانه 95-90 بیشتر از آستانه صدک 99-95 می باشد. براساس نقشه های موران محلی نواحی با خود همبستگی های مثبت در هر دو گروه بارشی بیشتر در نواحی غربی، مرکزی و الگوهای حاصل از خودهمبستگی منفی در بخش شرقی قرار دارد. در بررسی روابط مکانی، آماره دو متغیره موران بین بارش شدید و عوامل جغرافیایی نشان داد که تأثیر عوامل جغرافیایی در فراوانی رخداد فرین ها ضعیف تر از عملکرد و نفوذ سامانه های همدید است. درنهایت، در این ناحیه که این بارش ها یکی از مخاطرات طبیعی است، شناسایی این الگوها می تواند در مدیریت و برنامه ریزی و کاهش آسیب پذیری و افزایش سازگاری مؤثر باشد.