من - کندال

هدف از این تحقیق بررسی تغییرات دما و بارش ایستگاه هواشناسی سینوپتیک تهران و مطالعه انحراف احتمالی آن از حالت نرمال می باشد. بدین منظور ابتدا سری زمانی دادههای دمای میانگین، ماکزیمم و مینیمم و بارش ماهانه طی دوره 1951-2005 جمعآوری و تنظیم گردید. نواقص آماری برخی از سری ها با روش جرم مضاعف برطرف گردید. به منظور بررسی و شناخت تغییرات سری های زمانی روش آماری- گرافیکی من- کندال استفاده شد. سپس نوع و زمان تغییر دادهها من- t مشخص گردید. نتایج حاصل از تحلیل دادهها نشان میدهد که، با توجه به آماره آزمونهای نیکویی برازش و آماره آزمون آماری- گرافیکی من کندال فرض تصادفی بودن دادهها به شدت رد شد و روند افزایشی معنی داری u کندال و مولفه بو یژه بر متغیرهای مربوط به دما حاکم است. بر اساس بررسی نمودارهای گرافیکی، دما و بارش در طی 55 سال اخیر تغییراتی در عنصر دما اتفاق افتاده است. بیشتر این تغییرات از نوع نوسانات کوتاه مدت اقلیمی و روند می باشد که در سری های مربوط به دمای سالانه و دمای سالانه و دماهای حداکثر سالانه عمدتاً در اوایل دهه 2000 بیشتر مشهود است. تغییرات از نوع روند برای دمای سالانه، دماهای حداقل و حداکثر سالانه افزایشی و در جهت مثبت بوده است. اما تغییرات سری های مربوط به بارش نوسانات پیدرپی داشته است. بیشترین تغییرات ناگهانی در سری های سالانه و فصلی در اوایل دهه 2000 می باشد که معنی دار نمی باشند.

امروزه اثرات گرمایش جهانی بر روی جنبه های مختلف کره زمین بر کسی پوشیده نیست. به دلیل اهمیت این موضوع، پژوهش پیش رو جهت آشکار سازی تأثیر گرمایش جهانی بر روی دماهای حداقل، به صورت ماهانه و دوره ای (سرد و گرم) انجام گرفته است. برای انجام این پژوهش از دو دسته داده، داده های دمای 17 ایستگاه سینوپتیک کشور و مقادیر متناظر آن، داده های ناهنجاری های دمایی کره زمین طی بازه زمانی 60 ساله (1951تا2010)، میلادی استفاده گردید. جهت نیل به اهداف پژوهش از روش های همبستگی پیرسون، رگرسیون خطی و پلی نومیال، مدل زمین آمار و آزمون ناپارامتری من-کندال استفاده شد. براساس نتایج به دست آمده به غیر از ایستگاه های خرم آباد و ارومیه که رابطه همبستگی معکوس با گرمایش جهانی داشته و ایستگاه های همدان و کرمان که هیچ گونه رابطه معناداری با گرمایش جهانی نشان نمی دهند؛ در سایر ایستگاه ها تأثیرپذیری مثبت از گرمایش جهانی دیده می شود. بررسی روند تغییرات دمای حداقل حاکی از تغییرات معنادار اغلب ماه ها دارد. نتایج حاصل از بررسی دوره ای (سرد و گرم)، دمای حداقل بیانگر تأثیر بیش تر ناهنجاری های دمایی کره زمین بر روی دمای حداقل دوره گرم سال است. در هر دو دوره تغییر روند صورت گرفته براساس نتایج حاصله به وضوح معنی دار هستند

در این پژوهش با استفاده از داده های ایستگاه گرگان بین سال های 2010-1980 روند بارش بررسی شد. به منظور استخراج روند بارش از آزمون های میانگین متحرک و من-کندال استفاده شد. هم چنین به وسیله شاخص SPI دوره های خشکسالی استخراج و احتمال رویداد هر یک از حالات مختلف ترسالی و خشکسالی با زنجیره مارکوف محاسبه شد. در ادامه به وسیله تصاویر NOAA-AVHRR نوسانات پوشش گیاهی تحت تأثیر روند بارش بررسی و به وسیله زنجیره مارکوف احتمال گذر هر یک از طبقات بررسی شد. نتایج نشان داد در میان سال های 2007-2001 و 1994-1990 دوره ترسالی و سال های 1986-1982 و 2010-2005 دوره خشکسالی رخ داده است. تحلیل شاخص خشکسالی روند بارش در این زمان را تأیید کرده و نشان داد سال های 2005-2001 شرایط مرطوب و از سال 2005 شرایط خشکی حاکم بوده است. با توجه به ماتریس احتمالاتی مارکوف احتمال گذر خشکسالی شدید به خشکسالی شدید 6/0 و احتمال گذر از خشکسالی شدید به خشکسالی متوسط 13/0می باشد. با همین روند پوشش گیاهی نیمه متراکم از سال 1985 به مقدار 494479 هکتار تا سال 2000 به 380120 هکتار کاهش داشته است که کمترین مقدار در طی سال های مورد مطالعه می باشد. از سال 2000 تا 2005 تراکم و مساحت پوشش گیاهی افزایش یافته، ولی تحت تأثیر خشکسالی اخیراٌ کاهش نشان می دهد و با احتمال 48/0 طبقه بدون پوشش گیاهی در شرایط خود باقی می ماند. احتمال تبدیل مربوط به پوشش گیاهی ضعیف به زمین فاقد پوشش به مقدار 41/0 می باشد. بر این اساس احتمالاً 214060  هکتار به زمین فاقد پوشش گیاهی تبدیل شود.

در این پژوهش به بررسی تغییرات زمانی و مکانی سطح آب زیرزمینی دشت اصفهان - برخوار، نجف آباد، و چادگان در دوره آماری بیست و پنج ساله (1990 2015) و ارتباط آن با تغییرپذیری بارندگی سالانه پرداخته شد. روند نوسانات سطح آب زیرزمینی در مقیاسِ ماهانه، فصلی، و سالانه با استفاده از آزمون ناپارامتری من- کندال و تخمینگر شیب سن محاسبه شد. سپس، هیدروگراف معرف آبخوان در هر دشت تهیه شد. نقشه های پهنه بندی سطح آب زیرزمینی با استفاده از روش کریجینگ در هر سال از دوره مورد مطالعه ترسیم و نقشه هم افت سطح آب زیرزمینی تهیه شد. نتایج نشان داد به طور کلی در همه دشت ها و در بیشتر پیزومترها روند تغییرات سطح آب زیرزمینی کاهشی است. متوسط افت سطح ایستابی در دشت های اصفهان - برخوار، نجف آباد، و چادگان به ترتیب 468/0، 12/1، و 638/0 متر در سال است. روند کلی هیدروگراف معرف آب زیرزمینی در هر دشت نزولی و بیانگر بروز افت مداوم و کاهش ذخایر مخازن آب زیرزمینی است. با توجه به فقدان روند معنی دار در بارش بیشتر ایستگاه های منطقه مورد مطالعه و وجود همبستگی پایین بین بارش و افت سطح آب زیرزمینی، می توان گفت که علت عمده کاهش ذخایر آبی مربوط به عوامل انسانی است.

یخبندان نوعی پدیده هواشناسی است که در آن آب در مرحله انجماد و یا زیر نقطه انجماد قرار دارد. اگر درجه حرارت در طول شبانه روز کمتر از صفر درجه سانتی گراد باشد، به عنوان پدیده یخبندان نامیده می شود. یخبندان پیامدهای مهمی بر جنبه های گوناگون زندگی انسان، به ویژه فعالیت های کشاورزی و تولید مواد غذایی دارد. در این مطالعه به منظور بررسی روند تغییرات آستانه-های یخبندان در نواحی شمال غرب ایران از رویکرد های ناپارامتری (من-کندال)، پارامتری (ضریب همبستگی پیرسون) و آزمون روند سن استفاده گردید. نتایج تحقیق نشان داد که آزمون های من-کندال و پیرسون در ایستگاههای اردبیل، پارس آباد، ماکو، مراغه و مهاباد روند منفی داشتند به طوریکه از بین این ایستگاه ها فقط ایستگاه اردبیل در سطح اعتماد 05/0 با توجه روش من-کندال روند معنی دار کاهشی را نشان داد و بقیه ایستگاه های ذکر شده روندشان معنی دار نبود. روش آزمون روند سن برای ایستگاه مهاباد در همه مقادیر روند کاهشی ارائه داد درحالی که این روش در ایستگاه مراغه هیچ روندی نداشت. ایستگاه های تبریز و ماکو فقط در مقادیر کم باند 5 درصد روند منفی نشان دادند و برای بقیه مقادیر در دو باند مورد بررسی هیچ روندی را نشان نداد. ایستگاه اردبیل هم به جز مقادیر کم باند 10درصد در بقیه مقادیر روند منفی داشت. ایستگاه های ارومیه، پارس آباد و خوی در برخی مقادیر روند منفی و در برخی هم روند مثبت نشان دادند. بررسی تغییرات آستانه های این پدیده اقلیمی می تواند به تصمیم گیری بهتر در خصوص کشاورزی، مدیریت منابع آب و سازگاری با اثرات تغییر اقلیم در این بخش از کشور کمک کند.

پژوهش حاضر با هدف شناسایی تغییرات زمانی- مکانی سری های دمایی حوضه شرق ایران صورت گرفته است. بر مبنای این نگرش از آمار ماهانه متوسط دما، دمای حداکثر و دمای حداقل ایستگاه های سرخس، سهند، بیرجند، زابل، زاهدان و سراوان طی مقطع زمانی 2019-1987 استفاده شد. سنجش همگنی داده ها توسط آزمون کای اسکور و سنجش بهنجاری داده ها با استفاده از آزمون اندرسون - دارلینگ بررسی گردید. جهت داده های با توزیع نرمال، آزمون t و روش کمترین مربعات و جهت داده های با توزیع غیرنرمال، آزمون آماری – گرافیکی من- کندال استفاده شد. نتایج نشان داد متوسط دما در اکثر ماه ها و اکثر ایستگاه ها روند افزایشی داشته است. مشهد، بیرجند، زابل و زاهدان تقریباً در تمام ماه های سال روند افزایشی داشته اند. روند کاهشی تنها در ایستگاه زاهدان و طی ماه دسامبر مشاهده شد. دمای حداکثر و بخصوص دمای حداقل روند کمتری را نشان دادند و در اکثر ماه های سال فاقد روند بوده اند. تغییرات زمانی نشان داد متوسط دما طی ماه های گرم سال در ایستگاه های بیشتری روند افزایشی نشان داده و در ماه های سرد سال ایستگاه های کمتری روند نشان دادند. البته غیر از مشهد که تقریباً در اکثر ماه های سال روند داشته است.

فرایند گرم شدن زمین در خلال قرن اخیر، افزون بر تاثیراتی که بر میزان هریک از فراسنجهای جوی داشته بر زمان وقوع هر یک از این فراسنجها نیز می تواند موثر و نقش آفرین باشد. روند دما در چند دهه گذشته در حال افزایش بوده و این تغییرات در گستره هایی همانند ایران که در کمربند خشک و نیمه خشک جهان جای گرفته اند چشمگیرتر است. در این پژوهش با استفاده از آزمون آماری من- کندال که از مهمترین روشهای پیشنهادی سازمان هواشناسی جهانی برای تحلیل سریهای زمانی است؛ روند دماهای بیشینه و کمینه فصلی ایران تحلیل می شود. بدین منظور، در این پژوهش از پایگاه داده های یاخته ای در مقیاس جهانی، موجود در تارنمای http://hydro.engr.scu.edu/files/، داده های روزانه دمای بیشینه و کمینه با تفکیک مکانی 5/0*5/0 درجه دریافت و با استفاده از نرم افزار Grads به فایل (.TXT) قابل استفاده در نرم افزار Mat lab تبدیل شد. در ادامه، کد نوشته شده من-کندال، برای محاسبه روند آستانه 95% در Mat lab برای ماتریسی به ابعاد 2058*21550 اجرا شد. برای نمایش گرافیکی نتایج نیز از نرم افزار Arc GIS استفاده گردید. نتایج حاصل از این پژوهش نشان می دهد، دمای بیشینه شمال غرب ایران و جنوب شرق در هر چهار فصل بدون روند است و در فصل زمستان کمترین پهنه را قسمت شمال شرقی ایران به خود اختصاص می دهد. در فصل پاییز روند افزایشی دمای بیشینه در نواحی شرقی ایران و فارس نمود بیشتری دارد، این در حالی است که در نواحی مرکزی ایران و شمال غرب دمای بیشینه پاییز بدون روند است. دمای کمینه در اکثر مناطق ایران روندی افزایشی دارد. در این خصوص، روند افزایشی دمای کمینه در فصل زمستان در نواحی شمال غرب، زاگرس و جنوب شرق ایران کاملا آشکار است.

بررسی رفتار و تغییر عناصر اقلیمی ب ه دلیل شناخت تغییرات آب و هوایی در سال های اخیر م ورد توج ه متخصصان حوزه اقلیم شناسی بوده است. روند از مؤلفه های بسیار مهم یک سری است و می تواند نشان دهنده سیر وضعیت اقلیمی هر منطقه باشد. در این پژوهش روند تغییرات هفده س ال تابش موج بلند خروجی زمین طی بازه زمانی 2003-2019 به کمک آزم ون ناپ ارامتری م ن- کن دال برای هر یاخته بررسی شد و نرخ تغییرات با استفاده از آزم ون تخم ین گ ر شیب سن به دست آمد. از روش آماره لکه های داغ (G) برای تهیه نقشه خوشه های سرد و گرم استفاده شد. نتایج به دست آمده در مقیاس سالیانه حاکی از نبود روند معنادار است، ولی ناهنجاری های ماهانه و فصلی کاملاً آشکار است. به طور کلی، روند غالب در بیشتر ماه های تابستان، پاییز، و زمستان در مناطق زیادی از کشور از جمله عرض های شمالی افزایشی است. با توجه به همبستگی که بین تابش موج بلند زمینی ثبت شده توسط سنجنده با میزان ابرناکی، گازهای گلخانه ای در جو، رطوبت، و نوع پوشش سطح زمین وجود دارد، افزایش تابش موج بلند زمینی در عرض های شمالی کشور را می توان به کاهش ابرناکی، تغییرات پوشش سطح، و متعاقباً کاهش بارندگی ارتباط داد و کاهش آن در مناطق جنوبی کشور را در اثر افزایش رطوبت ناشی از گرم شدن جو دانست.

در بیشتر مطالعات مرتبط با تغییراقلیم، آشکارسازی روندهای پتانسیلی در متوسط طولانی مدت متغیرهای اقلیمی مطرح شده است، در حالیکه مطالعه تغییرپذیری فضایی- زمانی رویدادهای حدّی نیز دارای اهمیت است. در این پژوهش داده های روزانه ی دمای حداکثر، دمای حداقل و مجموع بارش 49 ایستگاه سینوپتیک با 30 سال دوره ی آماری(2020-1991) برای تجزیه و تحلیل شاخص های حدّی مورد استفاده قرار گرفته و 15 شاخص حدّی بارش و دما در محیط برنامه R استخراج گردید. درنهایت با استفاده از آزمون ناپارامتریک من-کندال روندهای این شاخص ها محاسبه شد. مقادیر این شاخص ها برای دوره های بازگشت 50، 200 و 500 ساله برآورد گردید و نقشه های آن مورد تحلیل و ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاکی از آن است که روند شاخص های بارش به جز شاخص طول دوره خشک (CDD) کاهشی است در حالیکه روند شاخص های حدّی دما به جز دو شاخص روزهای با دمای حداکثر و حداقل روزانه زیر صفر درجه، افزایشی است. از نظر فضایی شاخص های گرم در نواحی شمال غربی، شاخص های سرد در نیمه جنوبی کشور دارای روند افزایشی بوده و حاشیه دریای خزر، دریای عمان و خلیج فارس و مناطق کوهپایه ای زاگرس تاثیرپذیرترین مناطق در نتیجه افزایش روند بوده اند. همچنین مقادیر شاخص ها برای دوره بازگشت های 50، 200 و 500 ساله برآورد شدند. در نتیجه بررسی های انجام شده، شمال غرب کشور بیشترین مقادیر شاخص ها را در دوره بازگشت های مختلف در شاخص های دما دارد. افزایش مقادیر شاخص های R10 ، R20 ، RX1day و RX5day در دوره بازگشت های مختلف بیشتر در رشته کوه زاگرس و البرز بوده است و شاخص های CWD، CDD و SDII در حاشیه دریاهای خزر و خلیج فارس بیشترین مقادیر را داراست.