روز خشک

"در این تحقیق با استفاده از مشاهدات بارش روزانه 51 ایستگاه سینوپتیک، کلیماتولوژی و باران سنجی استان گلستان با حداقل 20 سال طول دوره آماری و بر اساس رویه ای موسوم به زنجیره مارکوف احتمال روزهای بدون بارش و نیز روزهای با بارش کمتر از یک میلی متر برای استان گلستان محاسبه و مورد تحلیل واقع شد. توزیع مکانی بارش استان گلستان از متغیرهای مکانی نظیر طول، عرض جغرافیایی و به ویژه ارتفاع متاثر می شود. بدین دلیل میزان بارندگی سالانه در امتداد شمال به جنوبی حاوی روندی افزایشی است. بدیهی است که تعداد روزهای بارانی و خشک نیز تابعی از ارتفاع و میزان بارندگی خواهند بود. احتمال وقوع روزهای بدون بارش در استان از 0.73 تا 0.91 و متوسط احتمال آن حدود 0.83 و احتمال وقوع روزهای با بارش کمتر از یک میلی متر بین 0.765 تا 0.91 با متوسط 0.84 در تغییر است. با افزایش آستانه بارندگی ضمن افزایش احتمال وقوع، دامنه احتمال وقوع نیز کاهش می یابد. تغییرات مکانی احتمال وقوع روز خشک دراستان چشمگیر نیست. از این رو و بر اساس رابطه بین احتمال وقوع روز خشک با میزان بارندگی می توان دریافت که با افزایش بارندگی، احتمال رخداد روز خشک نسبت به نواحی کم باران تر کاهش می یابد. میزان افزون بارش در نواحی جنوبی طی روزهای معدودی رخ می دهد و بارش کم نواحی شمالی نیز تقریبا در بازه زمانی مشابهی توزیع می شود. احتمال تداوم روزهای خشک در ناحیه پرباران جنوبی بسیار کمتر از روزهای مشابه در ناحیه کم باران شمالی است"

یکی از شاخه های دانش بشری که قادر است برخی رخدادهای اقلیم را نمایش و ترسیم کند، دانش احتمالات است. در این تحقیق، صلاحیت الگوی زنجیره مارکوف برای برآورد روزهای خشک و پهنه بندی احتمالاتی مورد ارزیابی قرار گرفت. بر این اساس، داده های شبکه ای بارش روزانه ایران با تفکیک زمانی روزانه از 01/01/1340 - 11/10/1389 و مکانی داده ها 15 15 کیلومتر موردبررسی قرار گرفت. سپس با استفاده از زنجیره مارکوف به تحلیل احتمالی و پهنه بندی روزهای خشک ایران پرداخته شد. روزهای خشک پیش بینی شده در ماه های فصل زمستان و فصول دیگر به روزهای خشک واقعی اتفاق افتاده، نزدیک بوده است. بر اساس 48 نقشه مشخصات مارکوفی روزهای خشک، داده های مربوط به هر نقشه در کنار هم جمع آمدند. عملیات تحلیل خوشه ای بر این آرایه مشاهدات اعمال شد. بر اساس روش آزمون وخطا تعداد 6 پهنه استخراج گردید. پهنه های موردبررسی در این مطالعه ازنظر خشکسالی با همدیگر تفاوت داشته اند. پهنه اول دامنه های غربی زاگرس، پهنه دوم نواری از شمال شرقی، جنوب البرز، شمال غربی و تا حدودی غرب کشور، پهنه سوم بخش هایی از مناطق شمال شرقی و ارتفاعات لاله زار و هزار و قسمت هایی از جنوب، پهنه چهارم تقریباً نیمی از مساحت کشور در مناطق مرکزی، شرق و بخش هایی از جنوب، پهنه پنجم با کم ترین مساحت بخش های مرکز و غرب کرانه های خزری و گروه ششم بخش هایی از شرق دریای خزر و شمال غربی کشور را در برمی گیرد. درنهایت یافته ها نشان داد که صلاحیت الگوی زنجیره مارکوف در برآورد روزهای خشک (برای تمام فصول پهنه کشور) از صلاحیت بسیار بالایی برخوردار است.

تحلیل های احتمالی، روش هایی مفید برای شناخت و پیش بینی پدیده ایی نظیر بارش می باشند. از جمله ی این روش ها می توان به زنجیره مارکوف اشاره کرد. زنجیره ی مارکوف حالت خاصی از مدل هایی است که در آنها حالت فعلی یک سیستم به حالت های قبلی آن بستگی دارد. با این روش می توان احتمال وقوع و دوره ی بازگشت پدیده های اقلیمی نظیر بارش را محاسبه نمود. از اینرو در پژوهش حاضر با استفاده از آمار بارش روزانه مربوط به 58 سالِ(2013-1956) ایستگاه همدیدی شیراز، تواتر و تداوم روزهای بارانی در این شهر با به کارگیری مدل زنجیره مارکوف مورد مطالعه قرار گرفت. آمار فوق براساس ماتریس شمارش تغییر حالات رخداد روزهای خشک و تر (روزهای فاقد بارش و روزهای بارش) مرتب شده، سپس ماتریس تغییر وضعیت براساس روش درست نمایی بیشینه محاسبه گردید. ماتریس مزبور نیز با توان های مکرر، پایا و دوره بازگشت روزانه بارش مورد ارزیابی و تحلیل قرار گرفت. در ادامه دوره های بازگشت روزهای بارش 2 تا 5 روز و دوره بازگشت روزهای خشک 1 روز نیز مورد ارزیابی قرار گرفت. سپس دوره بازگشت تداوم روزهای بارانی 2 تا 5 روزه برای دوازده ماه سال نیز محاسبه گردید. نتایج حاصل نشان داد که احتمال وقوع بارش(روزهای تر) در هر روز 1167/0 درصد و احتمال عدم وقوع بارش(روزهای خشک) 8833/0 درصد می باشد. همچنین مشخص شد که بیشترین احتمال وقوع روزهای با بارش، طی فصل زمستان بویژه ماه های ژانویه و فوریه بوده است. برای نمونه دوره بازگشت 2 روز بارانی متوالی در ماه ژانویه حدود 5 روز برآورد گردید. از این رو مشاهده گردید که بارش شیراز از توزیع زمانی ناهمگنی برخوردار است. به عبارت بهتر بارش شیراز یکنواخت نمی باشد و متمرکز است.

مطالعه و شناسایی کانون های تغییر تراز میانی جو موثر بر شکل گیری الگوهای گردشی مولد آن ضرورتی اجتناب ناپذیر است. در این مطالعه، ابتدا بارش های سالانه ایستگاه های منتخب سطح حوضه آبریز زاب کوچک طی دوره 2015-1986 استاندارد زمانی شدند. پس از استفاده از شاخص و تعیین آستانه زمانی- مکانی، تعداد 184 روز بدون بارش واقع در دوره مرطوب سه نمونه خشکسالی شدید در سطح منطقه انتخاب شدند. داده های ارتفاعی تراز 500 هکتوپاسکال واقع در محدوده صفر تا 80 درجه عرض جغرافیایی شمالی و طول شرقی به صورت یک ماتریس S_Mode تنظیم شد و با استفاده از روش پیشرفته آماری تحلیل مولفه های اصلی پردازش شدند. بر اساس ماتریس همبستگی، کانون های عمده تغییرات توپوگرافی تراز 500 هکتوپاسکال موثر بر وقوع روزهای خشک شناسایی و تحلیل شدند. نتایج نشان داد که به هنگام وقوع روزهای خشک، 12 کانون تغییر ارتفاع تراز میانی جو موثر بوده اند. در این بین، دو کانون ذیل با برخورداری از بیشترین آنومالی های (7/0R≥) ارتفاع تراز میانی جو قابل تشخیص بودند: 1) کانون اورآسیا-آفریقا و 2) کانون غرب آفریقا که به ترتیب 48% و 10% از کل مساحت قلمرو مطالعاتی را تحت سیطره داشتند. چنین تغییراتی در تراز میانی جو، سبب تقویت و عمیق تر شدن محور ناوه ها و پشته ها شده است. تغییرات کانون اول بیشترین تاثیر را در ایجاد پایداری و حاکمیت خشکی روزهای سطح حوضه آبریز داشته است.