تحلیل طیفی

چرخه های نهان، تدریجی و آرام در بسامدهای مختلف آشکار و نهان، یکی از انواع دگرگونی های اقلیمی به شمار می آید. برخی از این نوسانات در یک دوره ثابت مثلا یک سال به صورت میانگین های ماهانه یا فصلی مشخص می شوند. برخی دیگر به صورت چرخه هایی نهان در سری های زمانی اقلیمی رخ می دهند. یکی از ابزارهای مفید برای جستجو و ارزیابی این نوع نوسانات اقلیمی تحلیل طیفی است. این رویه مطالعه نوسانات اقلیمی از مقبولیت و رواج قابل توجهی در جهان برخوردار است اما در کشور ما کمتر مورد توجه بوده است. ردیابی چرخه های اقلیمی و به ویژه چرخه های دمایی امکان برنامه ریزی مبتنی بر داده های اقلیمی - دمایی را مهیا می سازد. در این نوشتار ضمن معرفی روش تحلیل طیفی به عنوان یک روش مقبول و کارآمد در ردیابی چرخه های نهان، تلاش می شود چرخه های نهان در میانگین سالانه دمای شهر زنجان طی دوره آماری 2005-1956 (50 سال) مورد بررسی قرار گیرد. بدین ترتیب با استفاده از تابع اتوکواریانس، طیف دما و چرخه های دمایی شهر زنجان استخراج گردید. بر اساس یافته های این پژوهش دمای زنجان حاوی چرخه 2.5 ساله است. این چرخه ها هماهنگ با چرخه های کشف شده در عناصر اقلیمی نقاط دیگر کره زمین بوده است. چنان که اندیشمندان دیگر نیز استنباط نموده اند نیروی مولد این نوسان احتمالا حاصل انتقال عمودی تکانه از تروپسفر به استراتسفر با دوره های بازگشت نامنظم 3-2 ساله می باشد

تغییر عناصر اقلیمی به اشکال مختلفی قابل ردیابی است. در بسیاری مواقع این تغییرات نهان و از طریق مطالعه روند، آشکار نمی شوند. در بسیاری مواقع تغییر عناصر اقلیمی در شکل توزیع فراوانی و عمدتاً در دنباله توزیع فراوانی (فرین ها) نمایان می شوند. در گذشته ردیابی تغییرات از طریق مطالعه تغییر مرکز توزیع فراوانی (میانگین) صورت می گرفت اما اخیراً توجه دانشمندان به دنباله شکل توزیع فراوانی عناصر اقلیمی معطوف شده است. بنابراین بررسی شکل توزیع فراوانی عناصر اقلیمی، نکات بسیار مهمی در خصوص رفتار بلند مدت این عناصر نشان می دهد. شناخت رفتار عناصر اقلیمی براساس شکل توزیع فراوانی آن ها به لحاظ علمی و عملی از اهمیت شایان توجهی برخوردار است. دراین تحقیق با استفاده از مشاهدات روزانه چهار نمایه فرین بارش زنجان ( شامل بیشینه بارش، پنج بارش بزرگ، صدک پنجم و نودو پنجم) و نیز سهم آن ها در بارش سالانه طی دوره آماری 2006-1961 و با استفاده از توزیع فرین تعمیم یافته ( GEV )، تغییرات بارش های فرین در معرض تحلیل قرار گرفت. هرچند تحلیل روند حاکی از ایستایی فرین ها بود اما معلوم شد که چند نوع ناایستایی در مشاهدات رخ داده است. این ناایستایی ها به صورت چرخه ها، جهش و نیز تغییر توزیع فراوانی قابل رویت است. برای مثال مجموع بارش های حاصل از پنج بارش بزرگ حاوی چرخه های حدوداً 3 ساله هستند. از سال 1980 به بعد یک تغییر سطح کاهشی در مجموع بارش های حاصل از صدک پنجم و سهم آن ها در بارش سالانه رخ داده است. شکل توزیع فراوانی بارش های حاصل از صدک پنجم در نیمه اول و دوم باهم متفاوت بوده و در نیمه اول از توزیع چوله به چپ به توزیع چوله به راست در نیمه دوم تغییر یافته است. این تغییر توام با کاهش میانگین و چولگی این توزیع بوده است. همچنین تغییرات حادث شده بر صدک پنجم بارش با شدت کم تری در بارش های حاصل از صدک نود و پنجم قابل مشاهده است. با تمامی این اوصاف بارش بیشینه و پنج بارش بزرگ از ایستایی بیش تری نسبت به شاخص های دیگر برخوردارند. بنابراین می توان استنباط نمود که فراوانی و مقدار بارش های سنگین و سبک به سمت کاهش میل نموده اند.

بارش یکی از متغیرترین عناصر اقلیمی است که تغییرات آن می تواند تبعات منفی محیطی، اجتماعی، اقتصادی و حتی فرهنگی برای جوامع بشری داشته باشد. ازاین رو مطالعه تغییرات بارش یکی از کانون های توجه اقلیم شناسان است. به ویژه افراز تغییر و تغییرپذیری از اهمیت شایان توجهی برخوردار بوده، می تواند نقش مهمی در پیش بینی های اقلیمی و در نتیجه مدیریت منابع آب و برنامه ریزی های بهینه محیطی، اقتصادی و کشاورزی داشته باشد. در تحقیق حاضر تلاش شده است تا رفتار میانگین طولانی مدت (تغییر) و نوسانی (تغییرپذیری) بارش در پهنه شمال غرب ایران ارزیابی گردد. بدین منظور از داده های 260 ایستگاه همدید، اقلیم شناسی و باران سنجی وابسته به وزارت نیرو و سازمان هواشناسی کشور طی دوره آماری 2005 - 1966 (40 ساله)، استفاده شد. با برازش مدل رگرسیون خطی به روش ناپارامتری، روند بارش بررسی شد. نتایج نشان داد که بارش سالانه دارای رفتاری کاهشی بوده است. روند کاهشی عمدتاً حاصل کاهش بارش طی دهه آخر بوده است. طی دهه چهارم بر خلاف دهه های قبل وسعت پهنه های کم بارش بیش از پهنه های پر بارش بود. این روند کاهشی 72 درصد از پهنه را در بر گرفته است. با تحلیل طیفی مشاهدات بارش، چرخه های معنی دار بارش سالانه در پهنه شمال غرب ایران شناسایی شد. براین اساس، چرخه های سینوسی معنی دار 3-2، 5-3، 11-5 و 11 سال به بالا آشکار گردید.گستره وسیعی از پهنه متاثر از چرخه های سینوسی 11-5 ساله است. طبق تجارب جهانی، وجود این چرخه ها را می توان به تاثیر عوامل کلان مقیاس اقلیمی – اقیانوسی نسبت داد. برای مثال چرخه های 3-2 ساله را عمدتاً به تغییرات دو سالانه ( QBO ) الگوی بزرگ مقیاس گردش عمومی جو و جریانات مداری و چرخه های 5-3 ساله را به پدیده انسو نسبت داده اند.

اقلیم به عنوان سامانه ای متشکل از چندین متغیر است. تغییر در هریک از این متغیرها نتایج متنوع و متفاوتی درپی دارد. اخیراً دانشمندان به منظور تحلیل تغییرات اقلیمی توجه خود را به دنباله توزیع فراوانی (فرین های) هریک از عناصر اقلیمی معطوف داشته و نمایه های مختلف و متنوعی برای ردیابی این مشخصه ها ارائه نموده اند. یکی از عناصری که قادر است تغییرات اقلیمی را منعکس نماید، بارش و رفتار زمانی آن است. بررسی تغییرات توام تمامی مشخصات فرین بارش، قادر است فضای چند بعدی این عنصر اقلیمی را بهتر نمایش دهد. یکی از روش های تحلیل توام تغییرات این عنصر و هر عنصر اقلیمی دیگر، به کارگیری تکنیک های آماری چند متغیره است. به منظور بررسی توام فرین های بارش ، 26 نمایه فرین بارش از بارش های روزانه شهر زنجان طی دوره آماری 2006-1961 استخراج گردید. سپس با استفاده از تکنیک تحلیل مؤلفه های مبنا، 6 مؤلفه از 26 نمایه حدود 4/86 درصد از تغییرات را توضیح می داد. این شش مولفه به لحاظ وجود روند، جهش و چرخه هاآزمون شدند. از سال 1982 به بعد مولفه اول با تغییر سطح معنی دار بر کاهش بارش های حاصل از صدک اول دارند. مولفه دوم به عنوان نماینده فراوانی و تداوم بارش های بزرگ حاوی روند کاهشی معنی داری بوده است. بقیه مولفه ها فاقد روند و جهش بوده اند. تحلیل طیفی مؤلفه های مبنای فرین های بارش نیز نشان داد که مولفه دوم علاوه بر روند بلند مدت، حاوی چرخه های حدوداً سه ساله است. مولفه چهارم به عنوان نماینده بارش های ابر سنگین با چرخه های تقریبی چهار ساله و مولفه پنجم که نماینده میزان، فراوانی و تداوم بارش های کم مقدار است، حاوی چرخه های 3-2 ساله هستند.

بارش از سرکش ترین عناصر اقلیمی به شمار می رود. بنابراین شناخت رفتار نوسانی آن از ضروریات برنامه ریزی محیطی (آگاهی از رفتار آشکار و نهان)، این متغیر کلیدی می باشد. الگوسازی روند و تکنیک تحلیل طیفی یکی از روش های مناسب جهت درک رفتار آشکار و نهان، برای استخراج و تحلیل نوسان های اقلیمی با طول موج های مختلف است.دراین راستا تکنیک تحلیل طیف اندازه ای از توزیع واریانس را در امتداد تمامی طول موج های ممکن سری زمانی به دست می دهد. در این پژوهش از آمار 37 ایستگاه حوضه های آبریز مند و حله(اعم از باران سنجی و سینوپتیک) از بدو تاسیس تا سال 2011میلای که حداقل 30 سال آمار داشتند، جهت بررسی و تحلیل چرخه های بارش سالانه بهره گرفته شده است. براین اساس،ابتدا الگوسازی در خانوداه چند جمله ایها برای شناسایی روند بارش سالانه(الگوی خطی یا سهمی) ایستگاهها در منطقه مورد ارزیابی قرار گرفت.در ادامه نیز با استفاده از تکنیک تحلیل طیفی دوره نگارهای بارش سالانه با فاصله اطمینان 95 درصد برای هر یک از ایستگاههای منطقه مورد مطالعه برآورد و چرخه های معنی دار در طول سری های زمانی بارش حوضه استخراج گردید. بر پایه یافته های این پژوهش مشخص شد که درتمامی ایستگاههای حوضه، بارش سالانه دارای روند کاهشی می باشند، و در این میان 11 ایستگاه با توجه به معنی داری آماری از الگوی روند خطی و سهمی تبیعیت می نمایند، و حاکی از یک رفتار کاهشی در بارش سالانه ایستگاههای مورد مطالعه است.در ادامه نیز مشخص شد که با استفاد ه از تکنیک تحلیل طیفی چرخه های 3-2 ساله ، 10- 3 ساله و گاها چرخه های با دوره بازگشت 10ساله و بالاتر بر بارش حوضه حاکم می باشد. بطوری که میزان چرخه های 3-2ساله بصورت فضایی نیز در تمامی منطقه مورد مطلعه دارای بیشترین رخداد بازگشت بارش سالانه می باشند.

در این مطالعه، به بررسی تغییر پذیری و تحلیل نوسان های بارش های حدی غرب و شمال غرب کشور با استفاده از آزمون های آماری تحلیل طیفی و من کندال در نیم سده گذشته پرداخته شده است. فراسنج های مورد مطالعه عبارتند از نمایه های دور پیوندی NAO، AO، ENSO و MEI، کلف های خورشیدی و مراکز فشار شامل کم فشار مدیترانه، کم فشار دریای سیاه، کم فشار سودان و پرفشار سیبری است. بدین منظور از 8 ایستگاه همدید، که دارای آمار 50 سال اخیر (1961-2010) هستند، و همچنین از 10 نمایه حدی بارش استفاده شده است. نتایج نشان می دهد که تنها در ایستگاه سنندج روند نمایه های حدی بارش افزایشی بوده است. گرچه برخی از نمایه ها در ایستگاه هایی محدود دارای روندی افزایشی بوده اند، اما بطور کلی نتایج نشان می دهد که بارش های حدی این منطقه در طی 50 سال گذشته دارای روندی کاهشی است که این روند کاهشی در ارتباط با رفتار نمایه های دورپیوندی AO، NAO و ENSO و همچنین مراکز فشار تأثیرگذار بر بارش منطقه اعم از پرفشار سیبری، کم فشار سودانی و کم فشار مدیترانه است و سبب کاهش در بارش ها در غرب و شمال غرب کشور می شوند. نتایج تحلیل طیفی نشان می دهد که چرخه فرین های بارش در درجه اول در ارتباط با چرخه شدت و ضعف مرکز کم فشار مدیترانه و چرخه های 2 تا 3 ساله آن است. همچنین در بین نمایه های دور پیوندی، بیش از همه چرخه بارش های حدی در ارتباط با چرخه 3 تا 5 ساله نمایه انسو می باشد، بگونه ای که در تمام ایستگاه ها نمایه انسو با بارش های حدی منطقه مورد مطالعه دارای ارتباط است. لازم به توضیح است که تأثیر کلف های خورشیدی بر بارش های منطقه مورد مطالعه بسیار محدود بوده و تنها در ایستگاه ارومیه، چرخه نمایه مقدار سالانه بارش روزهای تر متناظر با چرخه 11 ساله لکه های خورشیدی می باشد.

رویدادهای آب وهوایی حدّی، پدیده هایی هستند که از نظر فراوانی، کمیاب و درجه شدّت بالا دارند و در هنگام وقوع آنها، بوم سامانه و ساکنان منطقه به دشواری می توانند خود را با تغییرات ایجادشده تطبیق دهند. از آنجاکه بستر رخداد رویدادهای آب وهوایی حدّی، شرایط دمایی و بارش های حدّیاست؛بنابراین،بررسی داده های اقلیمی حدّیدر این مورد ضروری به نظر می رسد. یکی از مباحث مهم در شناخت رفتار اقلیمی مناطق مختلف، تعیین مناطق هم رفتار اقلیمی است. منطقه بندی اقلیمی مناطق مختلف بر اساس داده های حدّی اقلیمی، می تواند به تصمیم گیرندگان و برنامه ریزاندر امر مدیریت بحران های ناشی از رویدادهای آب وهوایی حدّی یاری رسانده و همچنین به درک بیشتر شیوه ی رفتار مناطق مختلف در شرایط حدّی کمک کند. در این مقاله با استفاده از روش تحلیل طیفی و خوشه بندی، یک منطقه بندی اقلیمی برای 65 ایستگاه سینوپتیک سازمان هواشناسی کشور ارائه شده است. نشانک های اقلیمی مورد استفاده، شامل حدّاکثر بارش 24 ساعته ی ماهانه، دمای بیشینه و کمینه ی ماهانه و همچنین سری زمانی داده های اقلیمی مربوط به دوره ی زمانی سال های 1986 تا 2005 میلادی هستند. به منظور نیل به منطقه بندی مناسب،نخست با استفاده از روش تحلیل طیفی، مشخّصات طیف های اصلی نشانک های اقلیمی، شامل دامنه و بسامد، محاسبه شده سپس خوشه بندی با استفاده از روشی قطعی (K-means) انجام پذیرفته است. نتایج به دست آمده گویای تنوّع رفتاری مشخّصات حدّی در مناطق مختلف اقلیمی است، به گونه ای که لزوماً یک سامانه اقلیمی خاص بر مناطق هم رفتار حاکم نیست، در این خصوص تکینه بودن رفتاری ایستگاه های رامسر و کنارک چابهار جالب توجّه است.

بارش از مهم ترین و متغیرترین عناصر اقلیمی است که شناخت رفتار آن همواره مورد توجه اقلیم شناسان بوده است. از این رو پی چیدگی عناصر اقلیمی در مقیاس های زمان ی و مکانی لزوم به کارگیری روش های کارامد مانند تحلیل طیفی به عنوان ابزاری مفید برای مطالعه الگوهای اقلیمی را نشان می دهد. هدف از این مطالعه بررسی و تحلیل نوسان های بارش ایران با استفاده از تحلیل طیفی (تحلیل همسازه ها) می باشد بدین منظور داده های بارش سالانه ایستگاه همدید ایران از بدو تأسیس تا سال 2008 که بیش از 40 سال آمار داشتند از سازمان هواشناسی کشور استخراج گردیده است. سپس به منظور بررسی و تحلیل چرخه های بارش ایران از برای انجام محاسبات از امکانات برنامه نویسی در محیط نرم افزارMatlab و نیز برای انجام عملیات ترسیمی از نرم افزار Surfer بهره گرفته شد. نتایج حاصل از تحلیل چرخه ها نشان داد که چرخه های معنی دار 3- 2 ساله، 5- 3ساله، 6- 2 ساله و گاهی 11 ساله و بالاتر بر بارش ایران حاکم است. بر این اساس در شرق و جنوب شرق ایران بیش تر چرخه های 5- 3 ساله و در غرب، جنوب غرب و شمال غرب کشور چرخه های 3- 2 ساله و در شمال شرق چرخه های 6- 2 ساله غالب هستند. بیش ترین و متنوع ترین چرخه ها به دلیل قرارگیری در سایه ناهمواری های زاگرس از یک سو و مجاورت با خلیج فارس از سوی دیگر در بخش های از جنوب و جنوب غرب رخ داده است. نواحی شمال غرب کشور هم همانند نواحی جنوب غرب به دلیل وجود کوه های عظیم سبلان و سهند دارای چرخه های متنوعی بوده است. چرخه های غیرسینوسی که دوره بازگشتی برابر با طول دوره آماری دارند در برخی ایستگاه ها از قبیل قزوین، سنندج و تهران مشاهده می شوند. این چرخه ها به وجود روند در داده ها نسبت داده می شوند.

روزهای گرم از حالت های فرین دمایی و یکی از پدیده های مهم اقلیمی به شمار می آید. تغییرات بلندمدت (روند) این پدیده از پیامدها و نیز شواهد تغییرات دمایی – اقلیمی است. همچنین این روزها می توانند زیست بوم ها و زندگی انسانی را متأثر سازند.از این رو شناخت رفتار روزهای گرم می تواند راهگشای بسیاری از مباحث باشد.در این پژوهش تلاش شده است با استفاده از داده های شبکه ای میانگین دمای بیشینه کشور از سال1340 تا 1386 و به کارگیری روش های آماری، روند بلندمدت شمار روزهای گرم ایران بررسی شود. بدین منظور نمایه روز گرم بر اساس صدک نود برای هر یاخته از شبکه مورد بررسی و در هر روز سال برآورد گردید. به این ترتیب برای هر یاخته در هر روز یک آستانه ی رخداد گرما به دست آمد. سپس روزهایی که دمای آن ها برابر یا بیش تر از این آستانه بود، روز گرم محسوب شدند. میانگین شمار روزهای گرم در کشور 39 روز است. ماه های فصل سرد و نیز فروردین دارای بیش ترین فراوانی میانگین روزهای گرم هستند. فراوانی روزهای گرم روندی افزایشی دارد. شمارِ روزهای گرمِ حدودِ نیمی از گستره کشور روند مثبت داشته است. همچنین میانگین دمای روزهای گرم نیز بررسی شده است. در بیش از نیمی از گستره کشور روندِ میانگینِ دمایِ روزهای گرم، مثبت و در حدود یک سوم از کشور، این روند منفی بوده است. رویدادهای دمایی روزهای گرم ایران دارای یک چرخه 4-3 ساله می باشد. برای واکاوی روند در داده ها از رگرسیون خطی با روش کم ترین مربعات خطا استفاده شد. برای برسی وجود نوسان های معنی دار در داده ها نیز روش تحلیل طیفی به کار گرفته شد.

بادهای شدید تحت عنوان توفان نامگذاری شده اند که به شکل های متفاوت و با سرعت زیاد برای مدتی کوتاه می وزند و معمولاً با هوای ناپایدار همراه هستند. اگر هوای پایدار رطوبت داشته باشد توفان تندری و اگر خشک باشد توفان گرد و خاک ایجاد می شود. هدف از این مطالعه بررسی و تحلیل نوسان های زمانی توفان های تندری در شمال غرب ایران (استان های اردبیل، آذربایجان شرقی و آذربایجان غربی) با استفاده از تحلیل طیفی (تحلیل همسازه ها) می باشد. بدین منظور داده های روزانه 16 ایستگاه همدید (در قالب داده های هوای حاضر)، از سازمان هواشناسی کشور طی دوره آماری 1988-2009 استفاده شد. در ادامه کدهای مربوط به توفان های تندری شامل کد 17، 29، 91 تا 99 استخراج گردید. سپس به منظور بررسی و تحلیل چرخه های توفان های تندری شمال غرب ایران از امکانات برنامه نویسی در محیط نرم افزارMatlab  و برای انجام عملیات ترسیمی از نرم افزار Surfer بهره گرفته شد. نتایج نشان داد که فراوانی چرخه های 2 ساله بیش تر از بقیه حاکمیت دارد؛ بنابراین از نظر فراوانی تعداد چرخه های معنی دار، 2 چرخه با فراوانی 5 ایستگاه بیش ترین نسبت را به خود اختصاص داده است. ایستگاه های ماکو و خوی و نواحی مرکزی شامل ایستگاه های تبریز، مراغه، مهاباد و تکاب، چرخه های 6-2 ساله را به خود اختصاص داده اند و از حیث احتمال بیش ترین احتمال وقوع در این نواحی قرار گرفته است.

هدف از این مطالعه بررسی و تحلیل تغییرات بارش ایران طی نیم قرن اخیر (1346 تا 1396) می باشد. برای این منظور میانگین بارش ماهانه ایران طی دوره آماری 50 ساله از پایگاه داده های اسفزاری که با استفاده از داده های 283 ایستگاه همدیدی و کلیماتولوژی تهیه شده است استخراج گردید. از رگرسیون جهت بررسی و تحلیل روند و برای تحلیل چرخه های بارش سالانه و ماهانه ایران از تحلیل طیفی استفاده شد. بررسی و تحلیل روند ماهانه بارش بیانگر این است که به جز بخش های زاگرس مرکزی (نواحی لرستان و چهارمحال و بختیاری و منطقه گرگان که بارش فصل زمستان، از روند افزایشی برخوردار بوده است. در سایر نواحی کشور و در سایر فصول سال روند کاهش بارش حاکم است. بررسی چرخه های بارش ایران نشان داد که بیشتر چرخه های بارشی ایران 2 تا 4 ساله و دارای دوره کوتاه مدت بوده است. این در حالی است که دو چرخه میان مدت 25 ساله در ماه های ژانویه و جولای و دو چرخه بلند مدت 50 ساله در ماه های مارس و دسامبر که نشان دهنده وجود روند در بارش های ماه مارس و دسامبر است برقرار بوده است. دو ماه فوریه و اکتبر فاقد چرخه مشخص بوده اند. تجزیه و تحلیل الگوی خودهمبستگی بارش ها نشان داد که الگوی خودهمبستگی فضایی بالا در فصل زمستان منطبق بر نواحی غربی، جنوب غرب و نوار ساحلی دریای خزر بوده اند و حدود 14 درصد مساحت کشور را دربر گرفته اند. الگوی خودهمبستگی فضایی پایین به صورت لکه های پراکنده ای در نواحی جنوبی، مرکزی و جنوب شرقی کشور در ماه های زمستان و بهار برقرار است و حدود 7.5 درصد مساحت کشور را اشغال کرده اند. نتایج این تحقیق نشان می دهد که روند کلی حاکم بر بارش ایران کاهشی می باشد و فقط در فصل زمستان در مناطق کوچکی از کشور روند افزایش مشاهده می شود.

وضعیت نامطلوب رشد اقتصادی و بدهی دولت به نظام بانکی دو چالش مهم برای اقتصاد ایران به شمار می روند. با توجه به اهمیت این متغیرها در اقتصادکلان، بررسی نحوه ی ارتباط بین آنها با استفاده از روش های نوین اقتصادسنجی می تواند دلالت های مفیدی را برای سیاست گذاران فراهم کند. از این رو، پژوهش حاضر با به کارگیری رهیافت های خودرگرسیون برداری آستانه ای و علّیت طیفی طی دوره 1395-1353 شواهد جدیدی از ارتباط این دو متغیر را آشکار می کند. نتایج نشان می دهند که بدهی دولت به نظام بانکی اثر دوگانه و غیرخطی بر رشد اقتصادی دارد. به گونه ای که اگر نسبت بدهی به تولید کم تر از 2/18% باشد، اثرگذاری مثبتی بر رشد اقتصادی دارد. اما با عبور از مقدار آستانه ی برآوردی، اثر مخرب آن بر رشد اقتصادی نمود پیدا می کند. تأثیرپذیری بدهی بانکی از رشد اقتصادی نیز غیرخطی و معکوس است. افزون بر این، در کوتاه مدت و میان مدت رابطه ی علّی دو سویه بین این دو متغیر برقرار است. اما، در بلندمدت جریان علّیت از رشد اقتصادی به بدهی بانکی دولت است

پدیده گرم شدن زمین با تغییر الگوی زمانی – مکانی دما همراه بوده است. ازاین رو دگرگونی ها و افت وخیزهای این عنصر از اهمیت علمی و عملی زیادی برخوردار است. یکی از رهیافت های مطالعاتی برای بررسی تغییرات دمایی به کارگیری روش های آماری است . اقلیم شناسان برای بررسی تغییرات دما از روش های سری زمانی استفاده می کنند. هدف اصلی از این پژوهش بررسی تغییرات دمای سالانه ایستگاه سینوپتیکی تهران با استفاده از روش های سری زمانی است. بدین منظور از داده های آماری دمای تهران طی دوره آماری 2008-1951 بهره گرفته شده است. نتایج نشان داد که در تحلیل طیفی با سطح اطمینان 95/0 چرخه های 1، 21 و 22 معنادار بودند. همچنین نمودار سری زمانی درجه حرارت سالانه ایستگاه، روند صعودی این پارامتر را نشان می دهد. سپس الگوسازی در خانواده چندجمله ای ها، نیز نشان داد که الگوی خط دمای تهران طی 55 سال گذشته (08/0 ± 72/0) درجه سلسیوس افزایش داشته است. همچنین با استفاده از زنجیره مارکوف احتمال تغییر وضعیت از سال سرد به سال گرم و بالعکس به ترتیب 2/2 و 82/1 برآورد گردید، به عبارتی هر 2/2 سال یک بار سال سرد و هر 82/1 سال یک بار سال گرم رخ می دهد. نهایتاً در الگوسازی آریما، پس از بررسی مقدار آکائیک ( AIC ) الگوی (1، 1، 0) ARIMA به عنوان مناسب ترین الگو انتخاب گردید.

قابلیت های ویژه داده های ماهواره ای، در تامین اطلاعات از مواد سطحی زمین، امکان تهیه نقشه های زمین شناسی را فراهم می کند و در این راستا، توان تفکیک طیفی و مکانی داده های مورد استفاده، دو ویژگی اساسی آن ها در تعیین میزان دقت و درستی نقشه ها است. در این پژوهش، دسته داده های استر و سنتینل2، به دلیل توان تفکیک طیفی و مکانی بالا، در آشکارسازی واحدهای سنگی کمپلکس سوریان، در شمال شرق فارس بکار گرفته شده اند. کمپلکس دگرگون شده رسوبی- آتشفشانی سوریان، بخشی از کمربند سنندج- سیرجان جنوبی در بوانات استان فارس است. بررسی سیماهای طیفی نمونه های صحرایی که در دانشگاه شهید چمران اهواز انجام شد و همچنین طیف های استخراج شده از تصویر، نشان می دهد که گروه های عاملی اصلی تعیین کننده رفتارهای طیفی در منطقه، شامل Fe 2+ ، Fe 3+ ، CO 3 ، Al-OH، Mg-OH و Fe-OH است که بر اساس مطالعات کانی شناسی، می توان آن ها را به کانی های کلریت، موسکویت، اپیدوت، آمفیبول، کلسیت و هماتیت نسبت داد که مطالعه مقاطع میکروسکوپی نیز، رخداد آن ها را تایید می کند. برای آشکارسازی واحدهای سنگی منطقه از روش های نسبت گیری باندی ، و بر روی 9 باند بازتابی سنجنده استر و روش تحلیل مولفه های اصلی بر روی 9 باند سنتینل 2 و استر استفاده شد. این پردازش ها توانست، واحدهای سنگی کلریت- اپیدوت شیست، کالک شیست، میکاشیست و همچنین دایک های دیابازی و کوارتزیتی را تفکیک کند. مقایسه نتایج این تحقیق، با مشاهدات میدانی و نتایج بدست آمده از مطالعات آزمایشگاهی، نشان داد که استفاده همزمان داده های استر و سنتینل-2 و روش های پردازش بکار رفته، می تواند در تفکیک واحدهای سنگی یک کمپلکس دگرگونی – رسوبی - آتشفشانی موفق باشد.

به منظور بررسی تغییرات زمانی- مکانی پشته پرفشار جنب حاره بر روی ایران، از داده های دوباره تحلیل شده میانگین ماهانه NCEP/NCAR با تفکیک افقی 5/2 درجه قوسی استفاده شد. بدین منظور از داده های ارتفاع ژئوپتانسیل، مؤلفه مداری - نصف النهاری باد در یک دوره 52 ساله، برای تعیین جایگاه مرز شمالی پشته، در محدوده 80 درجه غربی تا 120 درجه شرقی بهره گرفته شده است. بازه زمانی مورد استفاده شامل اردیبهشت )زمان احراز پشته) 1341 تا مهر 1391 بوده است. در این مقاله تلاش شد، تا رفتار طولانی مدت (تغییرات) پشته بر روی پهنه اقلیمی آن ارزیابی گردد. بنابراین تحلیل روند ارتفاع ژئوپتانسیل جو در مقیاس سالانه، به منظور مطالعه تغییرات ارتفاعی پشته بر روی ایران با استفاده از روش رگرسیون خطی ساده انجام گرفت. همچنین دوره های بازگشت پشته پرفشار جنب حاره، نیز براساس تحلیل طیفی و از روش تحلیل همسازها (هارمونیک) تخمین زده شد. نتایج نشان داد، سه تراز در دسترس که حاکمیت پشته در آن قابل تشخیص و نیز داده های آن در دسترس است، ترازهای 700 ، 600 و500 هکتوپاسکال است. یافته ها نشان داد ارتفاع پشته پرفشار جنب حاره طی دوره، روندی افزایشی داشته است. این روند تغییرات در بخش های غرب و شمال غرب کشور از نمود بیشتری برخوردار بوده است. در یافته های حاصل وجود چرخه های 4-3 ساله، 6-4 ساله و 11-8 ساله در سری زمانی داده های سالانه احراز پشته قابل مشاهده است. وجود چرخه های 4-3 ساله در بسیاری از مطالعات مختلف مشاهده شده و گویای ارتباط قوی و همبسته تغییرات رفتار سلول پرفشار جنب حاره با فعالیت های نوسان های جنوبی – ال نینو (ENSO) می باشد

هدف: از آنجا که پژوهشگران، در ادبیات مالی، برای مدل سازی مقادیر فرین به تحلیل داده ها توجه کرده اند و در بازارهای مالی نیز مدیران ریسک بازار به آن توجه می کنند، شناسایی رویکردهای نوین و مناسب می تواند در پیش بینی رویدادهای بسیار نادر به تحلیل گران ریسک، بینش عمیقی ایجاد کند. تحلیل رویدادهای بسیار نادر بر اساس توزیع زمانی، یکی از مناسب ترین رویکردها در تحلیل ریسک است. هدف پژوهش حاضر، ترکیب رویکرد تحلیل زمانی و تحلیل طیفی برای شناسایی و ارائه رویکردی نوین در استخراج و تحلیل نوسان های آشکار و پنهان در امتداد تمامی طول موج های ممکن سری زمانی است تا بتوان رفتار قیمتی سهام و نوسان های آن را شناسایی کرد. روش: بر اساس الگوریتم تعریف شده، ابتدا در دوره بررسی، برای هر سهم، حداکثر زیان بازدهی استخراج و طبق توزیع زمانی به شکل یک سری زمانی تعریف شد. برای سری زمانی به دست آمده، الگوی ساختاری تکرارشونده با استفاده از دوره نگار و رویکرد تحلیل واریانس چندهارمونیکی اجرا و نوسان های پنهان در بازده های حداکثر زیان با درجه های متفاوت کیفیت شناسایی شدند، سپس باکیفیت ترین دوره، طبق رابطه سینوسی تخمین زده شد. برای این منظور، از قیمت سهام برای دوره آماری ۱۳۷۷ تا ۱۳۹۷ (20 سال) و ۱۰۵ شرکت پذیرفته شده در بورس اوراق بهادار تهران استفاده شده است. یافته ها: با استفاده از یافته های حاصل از روش ارائه شده، چرخه ۴۶۰روزه می تواند مناسب ترین و باکیفیت ترین چرخه در شناسایی نوسان موجود در سری زمانی بررسی شده باشد. همچنین، بر اساس این چرخه، پارامترهای الگوی سینوسی برآورد شده، معنادارند. آزمون نکویی برازش نیز نشان داد که می توان 78درصد از تغییرات بازدهی را به کمک الگوی ارائه شده، شناسایی کرد. نتیجه گیری: به کارگیری رویکرد ترکیبی تحلیل سری زمانی و طیف نگار، برای توصیف رفتار سری زمانی بازدهی سهام شرکت ها، صلاحیت لازم را دارد. از این رو، می توان از الگوی ارائه شده برای پیش بینی و تحلیل در بازار سرمایه بهره برد.

سری های زمانی که در مطالعات اقلیمی مورد بررسی قرار می گیرند، دارای ویژگی و رفتارهای متفاوتی از جمله روند، نوسان، افت و خیز و جهش هستند. هر سری زمانی ممکن است حاوی یک سری ویژگی ها و رفتارهای پنهانی باشند که با روش ها و مدل سازی های ساده آماری قابل استخراج نباشند. در این راستا تکنیک تحلیل طیفی یک ابزار توانمند در شناسایی و آشکارسازی افت و خیزهای نهان و آشکار در سری زمانی است. این تکنیک با تبدیل رفتار سری زمانی از حالت نوسانات زمانی (بعد زمانی) به بعد فرکانسی، چرخه ها یا افت و خیزهای موجود در سری را که با توابع ساده آماری مانند خودهمبستگی و میانگین متحرک و غیره نمود ندارند، را آشکار می سازد. در این مقاله جهت شناسایی رفتار بارش شهر شاهرود از میانگین بارش سالانه 60 ساله(2012- 1953)، بر اساس روش های توزیع آماری، شناسایی روند، مدل سازی روند و در نهایت شناسایی چرخه ها با استفاده از روش تحلیل همساز(هارمونیک) و تحلیل طیفی و با کمک از نرم افزارهای Matlab، Minitab و SPSS استفاده شده است. برای شناسایی دقیق تر رفتار مذکور میانگین بارش سالانه را به دو دوره 30 ساله تقسیم نموده و بعد از محاسبات هر دوره، دوره ها با هم مقایسه شدند. لذا بعد از شناسایی اولیه رفتار بارش، سری زمانی بارش از قلمرو زمانی به قلمرو فرکانسی تبدیل شد. سپس واریانس هر فرکانس(هرجفت سینوس و کسینوس یک فرکانس یا همساز می باشد)، و سهم واریانس هر چرخه از تغییرات واریانس کل بدست آمد. در مرحله بعدی دوره نگار و دوره های بازگشت برای هر یک از چرخه ها محاسبه و تغییرات تصادفی متغییرها(نوفه یا نویز) برای هر یک از دوره های منتخب استخراج گردید. نتایج نشان داد توزیع بارش شاهرود نرمال نیست و بهترین توزیع قابل برازش بر بارش شاهرود توزیع ویبول است. خروجی جهت و مقدار روند با استفاده از روش های ناپارامتری و پارامتری متفاوت می باشد به نحوی که بر اساس روش های ناپارامتری غیر خطی کندال و خطی اسپیرمن روند مثبت و مقدار آن به ترتیب 176/0 و 140/0 میلیمتر در سال ولی در روش پارامتری خطی، روند منفی با ضریب سالانه 0352/0- میلیمتر می باشد. همچنین نتیجه مدل سازی روند با استفاده از روش ناپارامتری مبین کاهش حجم سالانه بارندگی به مقدار 685/0- میلمتر است. این مقدار در روش مدل سازی خطی و نمایی مثبت می باشد. نتایج تحلیل طیفی وجود دو چرخه با ضریب اطمینان 95% در فرکانس های 03/0 و 17/0 با دوره بازگشت تقریبی 15 و 3 ساله برای میانگین بارش سالانه 60 ساله(2012- 1953)، یک چرخه با ضریب 95% در فرکانس 05/0 با دوره بازگشت 5/7 ساله برای میانگین بارش 30 سال اول دوره آماری(1982- 1953) و یک چرخه با ضریب 99% در فرکانس 47/0 با دوره بازگشت یک ساله برای میانگین بارش 30 سال دوم دوره آماری (2012- 1983) می باشد. همچنین خودهمبستگی های منفی در هر سه دوره بیانگر وجود نوفه آبی می باشد بدین معنی خط صفر پیوسته از چرخه اول تا آخرین چرخه به صورت پیوسته سیر صعودی را طی می کند.  

در این پژوهش تغییرات و چرخه های حاکم بر پارامترهای بارش و دبی در مقیاس ماهانه، فصلی و سالانه ایستگاه خرجگیل(حوضه ناورود) به مدت 38 سال)1345-1382 (با استفاده از آزمون من-کندال و تحلیل طیفی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتایج حاصل از پردازش داده ها نشان داد که تغییرات در مقیاس ماهانه محدود به اردیبهشت و شهریور بوده و در مقیاس فصلی هیچ گونه تغییری مشاهده نشده، اما در بارندگی سالانه به میزان 0.26 تغییر رخ داده است. وجود روندهای منقطع در سری های بارش و دبی در بازه تعریف شده (1.96±) با سطح اطمینان 95 درصد مشاهده شد. در مقیاس فصلی مابین روند بارش و دبی پاییز بیشترین انطباق دیده شد، اما در بقیه فصول در بخشی از دوره، انطباق و در بخش دیگر عدم انطباق اثبات می گردد. در تحلیل سری های ماهانه بارش و دبی، هیچ گونه روند قابل ملاحظه ای در خارج از محدوده بحرانی مشاهده نگردید ولی سری های ماهانه شهریور حاکی از روند معکوس بارش و دبی از ابتدا تا انتهای دوره می باشد. همچنین با استفاده از تحلیل طیفی، وجود چرخه ها با بیشترین واریانس معنی داری استخراج شده و چرخه های سینوسی (بدون روند) برای تمامی سری های ماهانه، فصلی بارش و دبی اثبات گردید. البته چهار چرخه غیر سینوسی(روند) برای دبی ماه های دی، بهمن و مرداد بدست آمد.

شناسایی رفتار بارش از مهم ترین اصول برنامه ریزی های محیطی به شمار می رود. چرا که رفتار بارش در بلندمدت راه را برای برنامه ریزی های محلی و منطقه ای هموار می نماید. پژوهش پیش رو با هدف پیش آگاهی مدیریت سیلاب در حوضه ی آبریز هراز واقع در جنوب استان مازندران انجام شده است. بدین منظور از تحلیل روند و تکنیک تحلیل طیفی استفاده شده است. داده های بارش مورد نیاز در بازه ی زمانی 2007-1951 از  پایگاه داده ی بارش آفرودیت اخذ شده است. نتایج نشان داد که ضریب تغییرات بارش در سطح حوضه در ماه های گرم سال نسبت به دوره ی سرد سال بیشتر بوده است. همچنین با توجه به آماره های پراکندگی به دست آمده، بزرگ ترین خوشه های بارش در حوضه ی آبریز هراز در فصل زمستان ایجاد می شوند که نشان دهنده ی نظم نسبی بارش در منطقه ی مورد مطالعه می باشد. تحلیل طیفی مشاهدات بارش، حاکی از وجود چرخه های سینوسی معنی دار 2-3، 5-3، 5-11 و 11 سال به بالا در منطقه ی مورد مطالعه است. وجود این چرخه ها را می توان به تأثیر عوامل کلان مقیاس جوی- اقیانوسی نسبت داد. شیب خط روند به دست آمده برای بارش سالانه ی حوضه ی آبریز هراز 67/7 میلی متر بر دهه به دست آمد. مهم ترین ساز و کاری که می توان بر اساس آن با وجود روند افزایشی دما، مقادیر مثبت بارش را در حوضه ی آبریز هراز توجیه نمود، ساز و کار «مرطوب ترشدن گرم تر» است که بر اساس آن هر چه دمای سطحی منطقه بالاتر باشد، مقدار بارندگی بیشتر است.

بارش متغیری است که مقدار، شدت و نوع آن، در ابعاد زمانی و مکانی تغییر می کند. وقوع بارش های سنگین نمودی از این تغییرات است که عاملی مخاطره آمیز در بروز حوادث طبیعی مثل سیل می باشد. در این پژوهش با هدف بررسی رفتار بارش و دبی حوضه ی آبریز بابلرود، ایستگاه قران تالار، به عنوان ایستگاه شاخص انتخاب گردید. سپس چرخه های حاکم بر پارامترهای بارش و دبی ایستگاه مزبور در مقیاس سالانه (1391-1355) بر اساس تکنیک تحلیل طیفی تخمین زده شد. نتایج حاصله از تحلیل طیفی بر روی سری های زمانی دبی و بارش در سطح %95 اطمینان، نشان دهنده ی وجود یک چرخه 2 سالانه مشترک در دبی و بارش سالانه است. همزمانی وقوع چرخه ی معنی دار 2 ساله در سری زمانی بارش و دبی بدین معنی است که در هر 2 سال، تکرار رویدادهای بارشی سالانه، دبی سالانه را نیز متأثر می سازد. سپس با استخراج روزهای توام با بارش های سنگین در حوضه ی آبریز بابلرود، به بررسی رفتار جو در سطح زمین (SLP) و ارتفاع سطح میانی جو (سطح 500 هکتوپاسکال) در زمان وقوع آنها پرداخته شد. پس از گروه بندی این روزها بر اساس تکنیک تحلیل خوشه ای، سه الگو به عنوان الگوهای غالب بارش های سنگین در حوضه ی آبریز بابلرود، تعیین گردید. مشخص شد که شکل گیری امواج کوتاه در بستر امواج بلند و هدایت آن به سمت ایران و تأثیر عوامل جوی فوقانی مهم ترین عامل ایجاد بارش های سنگین در سواحل خزری و حوضه ی آبریز بابل رود می باشند.