تحلیل الگوی وقوع ماه‏های پرباران و کم‏باران در استان گلستان با استفاده از روش آنالیز توانی

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار گروه مرتع و آبخیزداری، دانشکدۀ کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی

2 دانشیار گروه مهندسی آبخیزداری، دانشکدۀ منابع طبیعی، دانشگاه تربیت مدرس

3 دانشجوی دکتری علوم و مهندسی آبخیزداری، باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان دانشگاه آزاد اسلامی واحد بجنورد

چکیده

دوره‏های مرطوب و خشک می‏تواند به‏عنوان ماه‏های متوالی با مقادیر بیشتر یا کمتر از یک حد آستانۀ مشخص تعریف شود. در پژوهش حاضر خصوصیات دوره‏های پرباران و کم‏باران در سری‏های زمانی بارش ماهانۀ 40 ایستگاه هواشناسی در استان گلستان در یک دورۀ 34 سالۀ آماری تجزیه و تحلیل شده است. طول دورۀ ماه‏های پرباران و کم‏باران و نیز توالی وقوع آن‏ها محاسبه و در دوره‏های 1 تا 9 ماهه تحلیل شد. بر‌اساس نتایج پژوهش حاضر، با استفاده از روش آنالیز توانی، الگوی تداوم دوره‏های ماهانۀ خشک و مرطوب در هر ایستگاه مشخص شد. وقوع طولانی‏ترین دورۀ کم‏باران (9 ماه) در مرکز استان گلستان در ایستگاه‏های تمر و مینودشت به‌ترتیب با 6 و 5 بار تکرار، اتفاق افتاده است. این در حالی است که وقوع طولانی‏ترین دورۀ پر‏باران (9 ماه) تنها در ایستگاه بهلکه‏داشلی 2 تکرار داشته است. همچنین در دوره‏های سه‌ماهۀ متوالی و طولانی‏تر، تعداد وقوع دوره‏های کم‏باران در ایستگاه‏های واقع در بخش شمالی استان گلستان اتفاق افتاده است. بر‌اساس تفسیر نتایج پلات‏های لگاریتمی دوگانه (فراوانی وقوع به ازای طول دوره)، می‏توان الگوهای وقوع دوره‏های پرباران و کم‏باران در ایستگاه‏های واقع در مناطق مختلف بارشی را با هم مقایسه کرد. کاربرد روش آنالیز توانی به‏منظور درک بهتر الگوی وقوع دوره‏های خشک و مرطوب در سایر مناطق اقلیمی پیشنهاد می‏شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Analysis of Monthly Wet and Dry Spell Occurrence by using Power Laws in Golestan Province, Iran

نویسندگان [English]

  • Raoof Mostafazadeh 1
  • Mehdi Vafakhah 2
  • Mohsen Zabihi 3
1 Department of Range and Watershed Management, Faculty of Agricultural and Natural Resources, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran
2 Department of Watershed Management Engineering, Faculty of Natural Resources, Tarbiat Modares University, Noor, Iran
3 Young Researchers and Elite Club, Bojnourd Branch, Islamic Azad University, Bojnourd, Iran
چکیده [English]

The wet and dry spells can be defined as a number of consecutive months with rain amount greater or less than the truncation level, respectively.Analysis of the wet and dry spell properties of monthly rainfall series at 40 meteorology stations in the Golestan Province is carried out for an extended period of 34 years (1974–2007). The results proved that the patterns of wet and dry spell durations can be determined using power law technique. Wet and dry spell duration characteristics, as well as the frequency of dry spells for the length of (1-9 months) are discussed. The longest dry spells are identified in North-east of the Golestan province in Tamar and Minudasht stations with 5 and 6 times occurrence respectively. Whereas longest wet spell with the 9 months length is shown over the central part of the study area. It has been observed that the longest durations of dry periods occur in the stations that located in the Northern part of the Golestan Province. The interpretations of double logarithmic plots of (frequency versus length period) can be used to compare the occurrence patterns of wet and dry spells in the stations over different precipitation regimes. Further applications of power law method are suggested to obtain a better understanding for the interpretation of wet and dry spells regions with different climatic conditions.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Double logarithmic graph
  • Drought Occurrence
  • Power Relations
  • Sequence Pattern
  • Wet and Dry Spells
 
منابع
آزادی، سارا؛ سلطانی، سعید، 1393، «واسنجی و پهنه‏بندی ضرایب اقلیمی شاخص پالمر به‏منظور مدیریت ریسک خشکسالی در اکوسیستم‏های طبیعی (تالاب‏ها) ایران»، اکوهیدرولوژی، دورۀ 1، ش 1، صص. 35-46
خلیقی ‏سیگارودی، شهرام؛ صادقی ‏سنگدهی، سیدعلی؛ اوسطی، خالد؛ قویدل ‏رحیمی، یوسف، 1388، «بررسی نمایه‏های ارزیابی پدیده‏های ترسالی و خشکسالی: SPI، PNPI،Nitzche (مطالعۀ موردی، استان مازندران)»، فصلنامۀ تحقیقات مرتع و بیابان ایران، سال شانزدهم، ش 1 (پیاپی 34)، صص. 44-54
عساکره، حسین؛ مازینی، فرشته، 1389، «بررسی احتمال وقوع روز‏های خشک در استان گلستان با استفاده از مدل زنجیرۀ مارکوف»، فصلنامۀ جغرافیا و توسعه، ش 17، صص. 29-44
عصری، اسرا؛ فاخری‏فرد، احمد؛ زینالی، علی؛ اسدی، اسماعیل، 1394، «بررسی تأثیر متغیرهای اقلیمی- هیدرولوژیکی بر تراز سطح ایستابی دشت عجب‏شیر»، اکوهیدرولوژی، دورۀ 2، ش 2، صص 191-200
گودرزی، مسعود؛ صلاحی، برومند؛ حسینی، سیداسعد، 1394، «بررسی تأثیر تغییرات اقلیمی بر تغییرات رواناب سطحی (مطالعۀ موردی: حوضۀ آبریز دریاچۀ ارومیه)»، اکوهیدرولوژی، دورۀ 2، ش 2، صص. 175-189
محمدلو، محمد؛ حقی‏زاده، علی؛ زینی‏وند، حسین؛ طهماسبی‏پور، ناصر، 1393، «ارزیابی آثار تغییر اقلیم بر روند تغییرات رواناب حوضۀ آبخیز باراندوزچای در استان آذربایجان غربی با استفاده از مدل‏های چرخش عمومی جو»، اکوهیدرولوژی، دورۀ 1، ش 1، صص. 25-34
مساعدی، ابوالفضل؛ خلیلی‏زاده، مجتبی؛ محمدی‏‎استادکلایه، امین، 1387، «پایش خشکسالی هواشناسی در سطح استان گلستان»، مجلۀ علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، ج پانزدهم، ش دوم، صص. 176-183
مصطفی‏زاده، رئوف؛ شهابی، معصومه؛ ذبیحی، محسن، 1394، «تحلیل خشکسالی هواشناسی در استان کردستان با استفاده از مدل نمودار سه‏متغیره»، مجلۀ آمایش جغرافیایی فضا، ج هفدهم، صص. 129-140
منتظری، مجید؛ غیور، حسنعلی، 1388، «تحلیل مقایسه‏ای بارش و خشکسالی حوضۀ خزر»، فصلنامۀ جغرافیا و توسعه، ش 16، صص. 71-92
10.نگارش، حسین؛ خسروی، محمود؛ شاه‏حسینی، منصوره؛ محمودی، پیمان، 1389، «مطالعۀ خشکسالی‏های کوتاه‏مدت شهرستان زاهدان»، جغرافیا و توسعه، ش 18، صص. 109-134
11.یوسفی، حسین؛ نوحه‏گر، احمد؛ خسروی، زهرا؛ عزیزآبادی‏ فراهانی، مسعوده، 1394، «مدیریت و پهنه‏بندی خشکسالی با استفاده از شاخص‏های SPI و RDI (مطالعۀ موردی: استان مرکزی)»، اکوهیدرولوژی، دورۀ 1، ش 3، صص. 337-344
12.یوسفی، نصرت‌الله؛ حجام، سهراب؛ ایران‏نژاد، پرویز، 1386، «برآورد احتمالات خشکسالی و ترسالی با استفاده از زنجیرۀ مارکوف و توزیع نرمال (مطالعۀ موردی: استان قزوین)»، فصلنامۀ پژوهش‏های جغرافیایی، سال سی ‏ونهم، ش 60، صص. 121-128
Alyamani, Mahmoud Said. and Sen, Zekai, 1997, Spatiotemporal dry and wet spell duration distributions in Southwestern Saudi Arabia. Journal of Theoretical and Applied Climatology, vol 57, pp165-179
Anagnostopoulou, Christina. Maheras, Panagiotis, Karacostas, Theodore, and Vafiadis, Marios, 2003, Spatial and temporal analysis of dry spells in Greece, Journal of Theoretical and Applied Climatology, vol 57, pp165-179
Bazuhair, Abdulghaffar Said.Al-Gohani, Abdulkhaliq, and Sen, Zekai, 1997, Determination of monthly wet and dry periods in Saudi Arabia, International Journal of Climatology, vol 17, pp303–311
Bordi, Isabella. Fraedrich, Klaus, Jiang, Jianmin, and Sutera, Alfonso, 2004, Spatio-temporal variability of dry and wet periods in eastern China, Journal of Theoretical and Applied Climatology, vol 79(1-2), pp81-91
Bordi, Isabella. Fraedrich, Klaus, Petitta, Marcello, and Sutera, Alfonso, 2007, Extreme value analysis of wet and dry periods in Sicily, Journal of Theoretical and Applied Climatology, vol 87, pp61–71
Cindric, Ksenija. Pasaric, Zoran, and Gajic-Capka, Marjana, 2010, Spatial and temporal analysis of dry spells in Croatia. Theoretical and Applied Climatology. Vol 102(1-2), pp171-184
Dai, Aiguo, Drought under global warming: a review, 2010, John Wiley & Sons, pp1-21
Kadioghlu, Mikdat. and Sen, Zekai, 1998, Power-law relationship in describing temporal and spatial precipitation pattern in Turkey, Journal of Theoretical and Applied Climatology, vol 59, pp93-106
Mishra, Ashok. and Singh, Vijay P, 2010, A review of drought concepts, Journal of Hydrology, vol 391, pp202–216
Mishra, Ashok. Ozger, Mehmet, and Singh, Vijay P, 2010, Wet and dry spell analysis of Global Climate Model-generated precipitation using power laws and wavelet transforms,Journal of Stochastic Environmental Research and Risk Assessment, vol 25(4), pp517-535
Otun, Johnson A, 2010, Using precipitation effectiveness variables in indexing drought in semi-arid regions, African Journal of Agricultural Research, vol 5(14), pp1784-1793
Sen, Zekai, 2008. Wadi Hydrology. CRC Press, Taylor and Francis Group, p 347
Sharma, Tribeni C, 1999, Simulation of the Kenyan longest dry and wet spells and the largest rain-sums using a Markov model, Journal of Hydrology, vol 178, pp55-67
Sirdas, Sevinc. and Sen, Zekai, 2003, Spatio-temporal drought analysis in the Trakya region, Hydrological Sciences–Journal–des Sciences Hydrologiques, vol 48(5), pp809-820
Sushama, Laxmi. Khaliq, Naveed, and Laprise, Rene, 2010., Dry spell characteristics over Canada in a changing climate as simulated by the Canadian RCM, Global and Planetary Change, vol 74(1), pp1-14
Tomros, Tobias. and Menzel, Lucas, 2014, Addressing drought conditions under current and future climates in the Jordan River region, Hydrology and Earth System Sciences, vol 18, pp305-318