شاخص های آماری

در سال های اخیر مدل های مصنوعی مولد پارامترهای هواشناسی به طور گسترده در سیستم های هیدرولوژیکی، اکولوژیکی و در مطالعات پتانسیل تأثیر اقلیم بر اکوسیستم های زراعی در سراسر جهان مورد استفاده قرار گرفته اند. این مدل ها به عنوان یک تکنیک آماری جهت تولید داده های هواشناسی روزانه در مواقعی که داده های طولانی مدت در دسترس نباشد، توسعه یافته اند. بدین منظور در این تحقیق ارزیابی کارایی سه مدل CLIMGEN، LARS-WG و WeatherManبرای پیش بینیدر مقیاس ریز و در حد ایستگاه های هواشناسیبرای متغیّرهای اقلیمی حداکثر دما، حداقل دما، بارندگی و تابش خورشیدی برای سال های 2009-2000 در سه منطقه گرگان، گنبد و مشهدانجام شد. ابتدا داده های هواشناسی روزانه هر ایستگاه از سال 1975 تا 1999 برای گرگان و گنبد و 1961 تا 1999 برای مشهد به مدل داده شد و داده های روزانه برای سال های 2009-2000 تولید شد. برای ارزیابی مدل های مذکور از مقایسه ی شاخص های آماری مجذور میانگین مربعات خطای استاندارد (RMSE)، شاخص کارایی مدل (EF) و ضریب تبیین (R2) استفاده شد. نتایج مقایسه ی میانگین ماهانه بازه ی 10 ساله داده های تولید شده توسط مدل ها نشان داد متغیّر دما بهتر از سایر پارامترها به وسیله ی هر سه مدل پیش بینی شده است. در بین مدل ها، مدلLARS-WGبیشترین توانایی را برای شبیه سازی پارامتر حداقل دما در منطقه های گرگان و مشهد نشان داد، در حالی که مدلCLIMGEN در گنبد تخمین بهتری داشت. پارامتر حداکثر دما برای اقلیم مدیترانه ای گرگان و نیمه خشک گنبد با مدل CLIMGEN و برای اقلیم خشک مشهد با مدل WeatherMan بهتر شبیه سازی شد. مدل WeatherMan نسبت به سایر مدل ها در شبیه سازی بارش برای منطقه ی گرگان و گنبد و مدل CLIMGENبرای مشهد موفق تر بودند. متغیّر تابش خورشیدی برای منطقه ی گنبد و مشهد به وسیله ی مدلLARS-WG و در اقلیم گرگان با مدل CLIMGEN با کارایی بهتری پیش بینی شد.به نظر می رسد که خروجی های این مدل ها علی رغم تفاوت هایی که دارند، می توانند در مدل سازی گیاهی و همچنین در بحث های تغییر اقلیم مورد استفاده قرار گیرند.

سیل یکی از مهم ترین مخاطرات تهدیدکننده جامعه بشری محسوب می شود. در دهه های اخیر با افزایش جمعیت و تغییر اقلیم اثرات این مخاطره بیشتر شده است. مطالعه ویژگی های حوضه ها که میزان سیل خیزی با آن در ارتباط است می تواند به مدیریت صحیح این مخاطره کمک نماید. استان کردستان با اقلیم نیمه خشک و تغییر پذیری زیاد بارش از پتانسیل بالایی برای این مخاطره برخوردار است. در این مقاله پتانسیل سیل خیزی حوضه های استان کردستان شامل حوضه های قرارگرفته در داخل استان و مشترک با استان های مجاور با استفاده از شاخص های مورفومتری و هیدروگرافی محاسبه گردید. با این هدف و بر اساس عوامل توپوگرافی و هیدرولوژی سطحی 18 حوضه شناسایی و مورد ارزیابی قرار گرفتند. در ادامه پژوهش آبراهه ها بر اساس روش استرالر طبقه بندی و سپس 12 پارامتر شاخص در ارتباط با سیل خیزی شامل طول حوضه، تراکم زهکشی، نسبت انشعاب، فراوانی آبراهه ها، طول جریان سطحی، ضریب فرم حوضه، شکل حوضه، ضریب کشیدگی، ضریب گردی، ضریب فشردگی، نسبت بافت و مساحت برای تمام حوضه ها محاسبه گردید. از نرم افزارهای GIS و Excel به منظور تسهیل محاسبات و استخراج داده ها و SPSS برای طبقه بندی و نیز استاندارد کردن داده ها استفاده شد. نتایج نشان داد که حوضه های آبخیز موردمطالعه بر اساس پارامترهای موردمطالعه در دو خوشه قرار می گیرند. به ترتیب خوشه 1 دارای 11 حوضه شامل حوضه های بیجار، گل تپه، تپه اسماعیل، بوکان، رزاب، سقز، انگوران، قروه، سنندج، تکاب و شاهین دژ و خوشه 2 دارای 7 حوضه شامل حوضه های پاوه، سردشت، بانه، روانسر، کامیاران، مریوان و قزلچه می باشد. همچنین نتایج مقایسه ای بیانگر قرارگیری حوضه های خوشه 1 در شرق و حوضه های خوشه 2 در غرب محدوده موردمطالعه است. مجموع برآوردها و تحلیل های آماری نشان دهنده پتانسیل سیل خیزی بیشتر حوضه های شرقی با وجود بارندگی بیشتر حوضه های غربی است که دلیل بارز آن ناشی از شرایط توپوگرافی، پوشش گیاهی و لیتولوژیکی خاص حوضه های شرقی است.

مدل های تجربی برآورد فرسایش برای یک منطقه خاص تهیه شده اند و واسنجی آن ها برای استفاده در شرایطی غیر از محل تهیه آن ها ضروری است. بررسی دقت مدل های تجربی برای تخمین فرسایش می تواند منجر به برآوردهای بهتر از بار رسوبی و درنتیجه طراحی بهتر عملیات حفاظت خاک و آب گردد. لذا شناسایی مناطق پر خطر فرسایش جهت کنترل و کاهش فرسایش و تولید رسوب ضروری است. هدف از این پژوهش بررسی دقت و قابلیت مدل های[1] ICONA ماشین بردار پشتیبان، چاید و جنگل تصادفی در تخمین فرسایش است. ابتدا لایه های رقومی متغیرهای مؤثر در فرسایش شامل شیب، سازند زمین شناسی، کاربری اراضی، خاک، ارتفاع، جهت شیب، انحنا سطح، تراکم شبکه آبراهه، فاصله از آبراهه، تراکم گسل، فاصله از گسل و شاخص رطوبت توپوگرافی (Twi) تهیه گردید. در این پژوهش به منظور مقایسه مدل های مختلف از شاخص های آماری ضریب همبستگی (R) و قدر مطلق خطا ) MAE) استفاده شده است. بررسی نتایج نشان دادند که از میان مدل های نام برده مدل ماشین بردار پشتیبان، ICONA و جنگل تصادفی با الگوی M7، M9 و M12 بیشترین دقت را با ضریب همبستگی)899/0)، (845/0) و (921/0) و کمترین میانگین قدر مطلق خطا (711/0= MAE)، (721/0= MAE) و (628/0= MAE) دارد. با توجه به مطالعه عوامل مؤثر در مدل فرسایش خاک این نتیجه به دست می آید که پارامترهای شیب، سازند زمین شناسی، کاربری اراضی، خاک، فاصله از آبراهه و شاخص رطوبت توپوگرافی (Twi) حساسیت بیشتری نسبت به فرسایش داشته و عوامل مؤثر بر فرسایش در این مناطق فعالیت بیشتری دارند. بخش اعظم منطقه موردمطالعه، جزو طبقه فرسایشی خیلی زیاد تا زیاد قرار دارد که به طور عمده این کلاس ها در مرکز منطقه قرار گرفته اند. بیشترین مناطق تحت خطر فرسایش بالا تا شدید، در واحد توپوگرافی با شیب زیاد واقع شده اند.