قیاس سیمپلکسی ساختار تعادلی بارش ماهانه شیراز با تاکید بر توابع برخالی- آشوبی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته دکترا جغرافیا طبیعی - آب و هواشناسی گرایش مخاطرات آب و هوایی

2 استادیار گروه جغرافیا طبیعی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد شیراز، ایران.

10.30467/nivar.2019.150541.1108

چکیده

واکاوی و پیش‌بینی سامانه‌های پیچیده و تغییرات فراسنج‌های آب و هوایی غیر خطی به ویژه بارش با استفاده از انگاره‌های آشوبی، برخالی و فازی راهکار مناسبی برای شناخت سیر تعادلی و تحلیل‌های دینامیکی در تغییرات این فراسنج‌ها است. در همین راستا در این پژوهش ، دینامیک نوسانات فراسنج آب و هوایی بارش به تفکیک ماه‌های همراه با بارش، در ایستگاه همدید شیراز در بازه زمانی بلند مدت 58 ساله (1956-2013) با رویکرد برخالی مورد واکاوی قرار گرفت. برای انجام این پژوهش پس از هم مرجع سازی ریاضی فراسنج بارش هر ماه با اعمال ساختار مثلثاتی برخالی بر روی داده‌های بدست آمده به مقایسه نتایج حاصله با هندسه کلاسیک برخالی پرداخته شد. بر اساس یافته‌های این پژوهش، روند ماهانه بارش در هفت ماه توام با بارش در ماه‌های ژانویه، فوریه، مارس، آوریل، می، نوامبر و دسامبر از ساختار برخالی پیروی نمی‌کند؛ به بیان دیگر منطق حاکم بر ساختار فراسنج بارش در هفت ماه همراه با بارش از حالت تعادل به ناتعادلی است. جهت بررسی کامل دینامیک تغییرات این فراسنج در ماه‌های توام با بارش در پژوهش‌های آینده باید از منطق آشوبی و یا فازی نیز بهره گرفت.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Simplex analogy of equilibrium structure in Shiraz monthly rainfall with an emphasis on chaotic-fractal functions

نویسنده [English]

  • Abdolali Kamane 2
2 Assistant Prof. Physical Geography, Islamic Azad University of Shiraz, Shiraz, Iran
چکیده [English]

Analysis and prediction of complex systems and nonlinear changes in climate parameters, especially rainfall using chaos, fractal and fuzzy theory are considered appropriate solutions for recognizing equilibrium trend and dynamic analysis in parameters of climate change. Therefore, in the present study, the dynamic fluctuations in rainfall climatic parameters were analyzed according to the rainfall months in Shiraz synoptic stations in a period of 58 years (1956-2013). The examination was conducted within a fractal approach. Having implemented the Mathematical Reference Parameter related to the rainfalls per month through applying trigonometric fractal structure on the data obtained, the results were analyzed to compare with classical geometry fractal. Findings revealed that monthly precipitation trend in seven months along with the rainfall in January, February, March, April, May, November and December of fractal structure did not follow the structure of geometry fractal. In other words, the logic of the structure rainfall parameters in seven months with rainfall moves from equilibrium to in equilibrium. Findings, in addition, suggested that if we want to fully get access to the dynamics of fluctuations of these parameters in the months with rainfall, it would be appropriate to apply the logics of fuzzy and chaos for the future studies.

کلیدواژه‌ها [English]

  • chaos
  • fractal
  • Rainfall
  • Shiraz
منابع
امیدوار، کمال و معصومه نبوی­زاده 1393، پیش­بینی بارش روزانه استان کرمان با شبکه عصبی مصنوعی (مطالعه موردی: کرمان، بافت و میانده جیرفت)، جغرافیا و توسعه ناحیه­ای، سال 12، شماره 23، صص 197-214.
توکلی، علیرضا و حسین بابازاده 1394، ارزیابی قابلیت مدل‌های سری زمانی و تئوری آشوب در برآورد تبخیر تعرق گیاه مرجع (ایستگاه سینوپتیک تربت حیدریه، خراسان رضوی)، پژوهش آب ایران، دوره ۹، شماره ۲، صص 111-120.  
جعفرپور، زین­العابدین، کمانه، عبدالعلی، آبی، یوسف و مریم السادات هاشمی 1390، بررسی اثرات و نوسانات و تغییرات پالئوکلیماتیک کواترنر بر حوضه ژئومورفولوژیک فسا، جغرافیای طبیعی، سال چهارم، شماره 13، صص 15-26.
ذونعمت کرمانی، محمد، خاطره امیرخانی و مجید رحیم پور 1394، بررسی آشوبناکی و بازسازی فضای فاز دینامیکی بارش در مقیاس­های روزانه، هفتگی و ماهانه (مطالعۀ موردی: حوضۀ قره سو در کرمانشاه)، اکوهیدرولوژی، دورۀ 2، شمارۀ 1، صص 79-90.
عساکره، حسین، موحدی، سعید، سبزی­پرور، علی­اکبر، مسعودیان، ابوالفضل و زهره مریانجی 1393، اقلیم شناسی بارش ایران با استفاده از تحلیل همسازها، تحقیقات جغرافیایی، سال 29، شماره 4، صص 15-26.
عطایی، هوشمند 1387، شناسایی و تجزیه و تحلیل الگوهای تراز میانی جو در سال­های پربارش ایران، تحقیقات جغرافیایی، شماره 90، صص 19-38.
غضنفری مقدم، محمدصادق، علی­زاده، امین، ناصری مقدم، مهیار و موسوی بایگی سیدمحمد 1389، بررسی دینامیکی استحصال آب از مه با نگرشی بر نظریه فرکتال، آب و خاک (علوم و صنایع کشاورزی)، دوره  24، شماره  3 ، صص 527-533.  
قهرودی تالی، منیژه و خه­بات درفشی 1394، بررسی آشفتگی در الگوی خطر سیلاب در تهران، تحلیل فضایی مخاطرات محیطی، سال ۲ ، شماره ۲، صص ۱-۱۶.
کمانه، عبدالعلی، نارنگی­فرد، مهدی، مزیدی، احمد و غلامعلی مظفری 1395، تحلیل توابع حاکم بر دینامیک ساختار تعادلی بارش ماهانه و سالانه در ایستگاه همدید شیراز، جغرافیای طبیعی، دوره 9، شماره 32، صص 71-88.
مزیدی، احمد، کمانه، عبدالعلی، مظفری، غلامعلی و مهدی نارنگی­فرد 1395، تغییرات بارش روزانه با استناد به تحلیل های آشوبی در شیراز، فصلنامه جغرافیا، سال چهاردهم، شماره 50، صص 147-169.
مزیدی، احمد، کمانه، عبدالعلی، نارنگی­فرد، مهدی و رضا ابراهیمی 1395، واکاوی ساختار تعادلی آینده فراسنج دما در حوضه آبخیز دریاچه‌های طشک، بختگان و مهارلو با استفاده از مدل EH5OM، اکوبیولوژی تالاب، دوره 8، شماره 4.
Dhanya, C. T., & Kumar, D. N. 2010, nonlinear ensemble prediction of chaotic daily rainfall. Advances in Water resources, 33(3), 327-347.
Dhanya, C. T., & Kumar, D. N. 2011, Multivariate nonlinear ensemble prediction of daily chaotic rainfall with climate inputs. Journal of Hydrology, 403(3), 292-306.
Jayawardena, A. W., & Lai, F. 1994, Analysis and prediction of chaos in rainfall and stream flow time series. Journal of Hydrology, 153(1), 23-52.
Jothiprakash, V., & Fathima, T. A. 2013, Chaotic analysis of daily rainfall series in Koyna reservoir catchment area, India. Stochastic Environmental Research and Risk Assessment, 27(6), 1371-1381.
Men, B., Xiejing, Z., & Liang, C. 2004, chaotic analysis on monthly precipitation on Hills Region in Middle Sichuan of China. Nature and Science, 2(2), 45-51.
Zounemat-Kermani, M., & Kisi, O. 2015, Time series analysis on marine wind-wave characteristics using chaos theory. Ocean Engineering, 100, 46-53.