احتمال شرطی

وجود واقعیت ها و رویدادهای تصادفی اقلیمی زمینه کاربرد « دانشِ احتمال» را در اقلیم شناسی مهیا کرده است. به طوری که بسیاری از واقعیت های اقلیمی با به کارگیری ابزارها و تکنیک های احتمالاتی قابلیت توجیه و تفسیر بهتری دارد. کاربرد نظریه احتمال در اقلیم شناسی رفتار بسیاری از پدیده های اقلیمی به ظاهر غیر قطعی را به شکل قانون مند ارائه و به تصمیم گیری مدیران و آینده نگری برنامه ریزان کمک می کند. یکی از رویکردها و ضرورت های مطالعات اقلیم شناسی، مطالعه احتمال رخداد چند رویداد درارتباط با یکدیگر است. شانس وقوع یک رویداد به شرط وقوع رویدادی دیگر را «احتمال شرطی» گویند. در تحقیق حاضر، احتمال وقوع شرایط بارشی مختلف در سرزمین ایران، براساس شرایط دمایی متفاوت؛ یعنی: احتمال شرطی حالات بارش به شرط وقوع حالات دما بررسی شده است. در این راستا از دیده بانی های روزانه دما و بارش پایگاه داده ای اسفزاری بهره گرفته شد. نتایج تحقیق به وسیله تحلیل خوشه ای و با استفاده از روش فاصله اقلیدوسی و روش ادغام وارد به صورت نقشه های طبقه بندی احتمالاتی ارائه و تحلیل شد. براساس این مطالعه، سه پهنه اصلی شمالی، مرکزی و جنوبی در کشور تشخیص داده شد. همچنین هفت زیرگروه براساس برخی ویژگی های احتمال شرطی بارش به شرط حالات دمایی برای سه پهنه حاصل شد. هریک از پهنه ها و زیر گروه های مربوط منعکس کننده شرایط اقلیمی و سازوکارهای مؤثر برآن است. از این رو می توان روش به کار رفته دراین تحقیق را رویه ای مناسب برای تحلیل های اقلیمی دانست.

یکی از رویکردهای مطالعاتی در اقلیم شناسی، شناخت روابط عناصر اقلیمی است. در این راستا روش های پرشماری به کار گرفته شده است. یکی از این روش ها، به کارگیری دانش احتمال برای ردیابی روابط عناصر اقلیمی می باشد. هدف تحقیق حاضر بررسی رابطه ی حالات دمایی - بارشی روزانه بر اساس روش احتمال شرطی است. برای دستیابی به این هدف داده های شبکه ای پایگاه داده اسفزاری، ویرایش نخست با تفکیک زمانی روزانه، از 01/01/1340 تا 11/10/1383 که براساس 1436 ایستگاه همدید، اقلیمی و باران سنجی و با روش میانیابی کریگینگ برآورد شده بود، با تفکیک مکانی 15×15 کیلومتر و تعداد 7187 یاخته، مورد استفاده قرار گرفت. بر اساس توزیع احتمال مربوط به دمای هر یاخته، چندک های دما برآورد و صدک های 25 و 75 توزیع فراوانی دما برآورد گردید. در هر یاخته، روزهایی که دمای روزانه آن کمتر از صدک 25 بود، به عنوان روزی سرد، روزهایی که دمای آن یاخته برابر یا بیشتر از صدک 75 آن یاخته بود، به عنوان روزی گرم و دمای روزانه ی هر یاخته که بین صدک 25 و صدک 75 قرار گیرد، به عنوان روزی با دمای بهینه در نظر گرفته شد. بدین ترتیب مشخصات فصلی دما در این تعریف منعکس شد. براین اساس فصول گرم، سرد و انتقالی برپایه ی مشخصات چندکی تعریف شد. بارش نیز به سه حالت بدون بارش، روزهایی که بارش کمتر از میانگین توزیع مربوط به هر یاخته رخ داده (روزهای کم باران) و روزهایی که برابر یا بیشتر از میانگین توزیع هر یاخته (پربارش) بارش تجربه کرده اند، در نظر گرفته شد. بدین ترتیب فقدان، کمبود و زیادبود بارش نیز تفکیک شد. در گام بعد فراوانی توأم رویدادهای دمایی و رویدادهای بارشی هر روز در یک ماتریس ارائه شد. سپس ماتریس احتمال توأم هریک از رویدادهای بارشی- دمایی نسبت به هریک از حالات بارشی محاسبه گردید. براین اساس احتمال وقوع هریک از طبقات بارشی در هریک از سه فصل گرم، سرد و انتقالی برای هر یاخته ی نقشه ی ایران برآورد گردید. در نهایت احتمال شرطی هریک از رخدادهای دمایی با حالت بارش برای هر یاخته محاسبه و نقشه ها و تحلیل های مربوط به هر حالت ارائه گردید. این ویژگی، حالات بارش را برای هر فصل ارائه می کند. نتایج تحقیق حاضر ضمن بیان واقعیت های اقلیمی، دستاوردهای اقلیم شناسان ایرانی را به لحاظ کمّی - احتمالاتی تأیید و ترسیم نموده است. بیشینه ی بارش های فصل سرد در 36 درصد از ایران زمین با احتمال 40-30 درصد و روزهای بدون بارش در حدود 43 درصد از ایرانرا در بر می گیرد. در فصل گرم، حدود 97 درصد از مساحت کشور 90-50 درصد روزها و 3 درصد از مساحت، 50-20 درصد از روزها بدون بارش بوده اند. در همین فصل حدود 17 درصد از سطح کشور 60-40 درصد روزها و حدود 56 درصد از سطح کشور 40-30 درصد از روزها را با بارش کم تجربه می کرده اند. فصل های انتقالی (پاییز و به ویژه بهار)، حدود 78 درصد از مساحت ایران، 90-60 درصد از روزها را بدون بارش و 30-10 درصد از این روزها توأم با بارش های سنگین و 30-20 درصد از این روزها با بارش های کم مقدار مشخص می شوند.

این تحقیق درصدد است قابلیت حالت دمایی یک روز در پیش بینی حالت بارشی روز بعد را بر اساس روش احتمال شرطی مورد بررسی قرار دهد. برای دستیابی به این هدف داده های شبکه ای با تفکیک زمانی روزانه، از 01/01/1340 تا 11/10/1383 و با تفکیک مکانی (یاخته های) 15 15 کیلومتر، مورد استفاده قرار گرفت. براساس توزیع احتمال مربوط به دمای هر یاخته و هر روز، صدک های 25 و 75 توزیع فراوانی دمای روزانه هر یاخته برای هر روز برآورد گردید. در هر یاخته، روزهایی که دمای روزانه آن کم تر از صدک 25 دمای همان روز بود، به عنوان روزی سرد، روزهایی که دمای آن یاخته برابر یا بیش تر از صدک 75 آن یاخته و همان روز بود، به عنوان روزی گرم و دمای روزانه هر یاخته که بین صدک 25 و صدک 75 همان روز قرار گیرد، به عنوان روزی با دمای بهینه در نظر گرفته شد. روزهای فاقد بارش روزهایی که بارش کم تر از میانگین توزیع مربوط به هر یاخته و روز داشته اند، روزهای کم باران و روزهایی که برابر یا بیش تر از میانگین توزیع هریاخته و روز، بارش را تجربه کرده اند، به عنوان روز پرباران در نظر گرفته شد. در گام بعد فراوانی توأم رویدادهای دمایی هر روز و رویدادهای بارشی روز بعد برای هر یاخته در یک ماتریس ارائه شد. سپس ماتریس احتمال توأم هریک از رویدادهای دمایی - بارشی نسبت به هریک از حالات بارشی محاسبه شد. در نهایت احتمال شرطی هر یک از رخدادهای دمایی با حالت بارش روز بعد برای هر یاخته محاسبه شد. در نهایت نقشه ها و تحلیل های مربوط به هر حالت ارائه گردید. براساس یافته های این تحقیق معلوم شد که احتمال توأم رخداد حالات دما و حالات بارش در سرزمین ایران علی رغم کم بود همبستگی و فقدان قابلیت اعتمادِ قابل توجه، حاوی الگوی زمانی – مکانی است. با این وصف پیش بینی بارش هر روز براساس دمای روز قبل محتمل تر از روزهای پیشین است. در برخی مکان ها نظیر سواحل جنوبی ایران به ویژه سواحل دریای عمان و نیز سواحل خلیج فارس در بوشهر روزهای پربارش بعد از روز سرد محتمل تر است. در حالی که در شمال غرب کشور، شمال تنگه هرمز، سواحل خوزستان و نیز ناحیه سیستان روزهای بدون بارش بعد از روز سرد محتمل تر می باشد. روزهای بدون بارش بعد از یک روز معتدل در جنوب و غرب خوزستان و نیز در نواری نسبتاً عریض از غرب تنگه هرمز تا جنوب بلوچستان بیش از 80 درصد مواقع، محتمل است.

این پژوهش به یک نمونه از تعامل و هم اندیشی میان دو حوزه الهیات و احتمالات می پردازد. یکی از مهم ترین نقدها به طبیعت گراییِ خداناباورانه، استدلال بیزی است که از دو انگاره اصلی تشکیل شده است: نخست، احتمال اطمینان بخشیِ قوای شناختی یک است (P(R)=1) و دوم، احتمال اطمینان بخشیِ این قوا در ترکیبِ طبیعت گرایی و تکامل (P(R/N&E، پایین یا نامشخص است. موافقان طبیعت گرایی خداناباورانه نقدهایی را بر این استدلال وارد کرده اند: 1. پایین بودنِ اطمینان بخشیِ قوای شناختی در ترکیبِ طبیعت گرایی و تکامل دلیلی برای ردّ اطمینان بخش بودنِ قوای شناختی نیست، 2. اگر ناقض شدنِ قابلیت اطمینان قوای شناختی توسط طبیعت گراییِ تکاملی به معنای کنار گذاشتنِ باور به هر چیزی، از جمله خودِ طبیعت گراییِ تکاملی است، نتیجه ای فراتر از پیامد واقعیِ نقضِ اطمینان بخشیِ قوای شناختی گرفته ایم، 3. وجود شواهد مستقل برای اطمینان بخشیِ قوای شناختی، خودشکنیِ طبیعت گراییِ تکاملی را از بین می بَرد. ما معتقدیم می توان به اِشکالات مطرح شده پاسخ داد. در دفاع از این استدلال چند نکته و افزوده شایسته توجه است: 1. ارزش احتمالاتیِ اطمینان بخشیِ قوای شناختی در ترکیبِ طبیعت گرایی و تکامل، پایین یا نامشخص است و نه اینکه فقط پایین باشد، 2. در فهم معنای نقض شدنِ اطمینان بخشیِ قوای شناختی سوءبرداشت وجود دارد، 3. مشکلِ عدم وجود شواهد کافی برای اطمینان بخشیِ قوای شناختی، به دلیل عامل شناختیِ بودنش به کلی مطرح نیست. هدف این پژوهش، دفاع از استدلال بیزی در برابر نقدهای طبیعت گراییِ تکاملی در اطمینان بخشیِ قوای شناختی با نگاهی تحلیلی، تکمیلی و انتقادی است.

در بسیاری از نقاط سطح زمین، باد به عنوان عامل اصلی و نیرویی قدرتمند در جابجایی مواد سطحی و فرسایش عمل می کرده است. یکی از مناطق توام با توان فرسایش بادی بالا در ایران، استان خوزستان است. در پژوهش حاضر تلاش شد تا توان باد در ایجاد فرسایش و حمل ذرات در نواحی مختلف استان خوزستان مورد بررسی قرار گیرد. برای رسیدن به این هدف از داده های 58 ایستگاه همدید و تبخیرسنجی استان خوزستان از سال 1987 تا 2010 میلادی استفاده شد. از آن جا که میزان رطوبت در رخداد فرسایش بادی بسیار موثر است، ویژگی های عمومی باد توام با خشکی استان مورد توجه قرار گرفت. بدین ترتیب آستانه فرسایش بادی انواع ذرات خاک، شامل لای، رس، ماسه ریز و ماسه درشت، به طور جداگانه محاسبه و احتمال رخداد فرسایش در شرایط خشک و مرطوب مورد بررسی قرار گرفت. بررسی های انجام شده نشان داد که بیشترین سرعت باد و کمترین میزان ضریب تغییرپذیری باد و همچنین کمترین میزان بارش و ضریب تغییرات آن در قسمت های جنوب، جنوب غرب و غرب استان رخ می دهد. از این رو در این قسمت ها توان فرسایش و احتمال رخداد آن برای هر چهار ذره به ترتیب در قسمت های جنوب، جنوب غرب و غرب استان بیشتر از نواحی دیگر است.

مطابق قانون، بیمه مرکزی ج. ا. ایران موظف است در محاسبه حق بیمه های رشته بیمه ای خسارات وارد شده به شخص ثالث در اثر حوادث ناشی از وسایل نقلیه، ویژگی های راننده نیز مورد توجه قرار دهد؛ از این رو، در این مقاله با استفاده از داده های یک شرکت بیمه طی شش سال به بررسی نحوه اثرگذاری ویژگی سن بیمه گذاران بر وقوع خسارت ها پرداخته ایم. نتایج آزمون دو نمونه ای کولموگروف-اسمیرنف، گویای اثر گذاری ویژگی سن بر وقوع خسارت ها است. به دلیل تفاوت جمعیت سنی بیمه گذاران چهار گروه اصلی وسایل نقلیه، محاسبات، برای گروه های مختلف خودرو به صورت مجزا انجام شده است. با استفاده از احتمال شرطی، احتمال وقوع خسارت را برای هر رده سنی محاسبه نموده ایم. همچنین براساس سه ویژگی ثبت شده از بیمه گذاران شامل سن، جنسیت و نوع مشتری درخت تصمیم را محاسبه نموده ایم. براساس نتایج، در خودروهای سواری، بارکش و موتورسیکلت، احتمال وقوع خسارت به ترتیب برای بیمه گذاران با سنین کمتر از 22 سال، 30 سال و 25 سال به میزان قابل توجهی بالاتر است. بنابراین بر اساس اصول بیم سنجی، از بیمه گذاران این سنین حق بیمه بالاتری می باید دریافت شود. همچنین، بیش از 50% از خسارت های منجر به آسیب های جانی در تمام انواع خودرو، متعلق به رانندگانی است که بیمه گذار نبوده اند؛ بنابراین خودروهایی که رانندگان متعدد دارند، می باید حق بیمه بالاتری پرداخت کنند. ویژگی سن بیمه گذاران خودروهای اتوکار تأثیر قابل توجهی بر نرخ خسارت ها نداشته است.