شناسایی تغییرات رژیم بارشی ایران در دهه های اخیر

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری اقلیم شناسی، دانشکده جغرافیا، دانشگاه تهران

2 کارشناسی ارشد هواشناسی، موسسه ژئوفیزیک، دانشگاه تهران

3 استادیار موسسه ژئوفیزیک، دانشگاه تهران

چکیده

تغییرپذیری عناصر اقلیمی از ویژگی‌های مهم اقلیم هر منطقه است. در میان عناصر اقلیمی بارش تغییرپذیرترین عنصر از نظر زمانی و مکانی بوده و این ویژگی بارش، لزوم به کارگیری روش‌های کارآمد مانند تحلیل طیفی را جهت شناسایی رفتار بارشی مناطق مختلف بیش از پیش آشکار می‌سازد. از اینرو، در این تحقیق، ویژگی‌های مکانی و زمانی بارش در سطح کشور با استفاده از تحلیل هارمونیک در 33 ایستگاه سینوپتیک کشور که قادر به پوشش مناسب کل مساحت کشور بودند و در دو دوره آماری 13 ساله (1980-1992 و 1993-2005)، به طور جداگانه جهت شناسایی تغییرات رژیم بارش ناشی از اثرات تغییر اقلیم و تغییرپذیری اقلیم مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور، ابتدا فرکانس نسبی بارش هر ماه محاسبه شد و در نهایت با استفاده از تحلیل هارمونیک ویژگی‌های بارش ماهانه در سطح کشور در غالب شش هارمونیک برای هر دوره ارزیابی و مقایسه شد. نتایج بدست آمده حاکی از آن است که سه هارمونیک اول از نظر توجیه تغییرپذیری درون سالانه بارش در سطح کشور از اهمیت زیادی برخوردار هستند؛ به طوری که هارمونیک اول بیش از 70 درصد تغییرات بارش ماهانه در بیشتر مناطق به استثنای مناطقی از شمال غرب و جنوب شرق کشور را در هر دو دوره نمایش می‌دهد. همچنین میزان تغییرات زمانی و مکانی هارمونیک اول در هر دو دوره، نسبت به هارمونیک‌های دوم و سوم کمتر بوده که نشان دهنده معناداری بالاتر این هارمونیک و تغییرپذیری کمتر آن در توجیه تغییرات بارش در سطح کشور است. در مقابل، مقایسه نتایج دو دوره مورد مطالعه نشان دهنده وجود جابه‌جایی مکانی و زمانی در ‌ دوم و سوم می‌باشد که بیانگر تغییرپذیری بیشتر این دو هارمونیک از اثرات تغییر اقلیم نسبت به هارمونیک اول می‌باشد. 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Identifying the Changes in Precipitation Regime over Iran during Recent Decades

نویسندگان [English]

  • maasoumeh moghabel 1
  • mahmoud davoodi 1
  • abolfazl nistani 2
  • farahnaz taghavi 3
چکیده [English]

One of the most important features in analyzing the climatology of any region is to study the precipitation as the most variable climatic element. The main objective of this study is spatial and temporal analysis of inter-annual variability of frequency of month-to-month precipitation over Iran using harmonic analysis. To do so, long monthly precipitation time series data from 33 well-scattered synoptic stations are studied with basic harmonic analysis in two statistical periods (1980-1992, 1993-2005) in order to identify the effects of climate change and climate variability on precipitation. First, relative frequency of precipitation for each month is calculated and finally characteristics of monthly precipitation over the whole country are analyzed in form of six harmonics. The harmonic analysis showed that the first three harmonics are the most important ones for explanation of inter-annual variability of precipitation over the country. As the first harmonic represents a single annual cycle with the largest amplitude in comparison to the other harmonics, so that this harmonic revealed more than 70 percent of monthly precipitation variability in most of regions except Northwest and Southeast of the country in both studied statistical periods. Also, it is observed that the rate of spatial and temporal changes of first Harmonic in both statistical periods is less than second and third harmonic. This represents higher significant of first harmonic and it’s less variability in explanation of precipitation changes over the country. In contrast, comparing the results of two statistical periods indicate spatial and temporal displacement in second and third harmonics caused by the effects of climate change and climate variability which represents more variability in these two harmonics in comparison with first harmonic.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Harmonic analysis
  • Precipitation regime
  • Climate change
  • Climate Variability
  • Iran

 

1-     ایران نژاد، پرویز، کتیرایی بروجردی، پری سیما، حجام، سهراب، 1388، توزیع مکانی روند بارش سالانه در ایران در دوره 2001-1960. مجله فیزیک زمین و فضا، 35، صص 94-79.

2-     بابائی فینی، ام السلمه و فرج زاده، منوچهر، 1381، الگوهای تغییرات مکانی و زمانی بارش در ایران، فصلنامه مدرس، دوره 6، شماره 4،  صص 70-51.

3-     تقوی، فرحناز، نیستانی، ابوالفضل، خانبان، مسعود، ناصری، محسن، 1389، تحلیل طیفی سری‌های زمانی داده‌های اقلیمی و اعمال تکنیک های فیلترینگ دیجیتال جهت پردازش آنها، چهارمین کنفرانس منطقه ای تغییر اقلیم، صص 365-369.

4-     عساکره، حسین،1389، بررسی تغییرات رژیم دما در استان خوزستان با استفاده از تحلیل همسازها، مجموعه مقالات چهارمین کنفرانس بین المللی تغییر اقلیم، صص48-41.

5-     عسگری، احمد و رحیم زاده، فاطمه، 1385، مطالعه تغییرپذیری بارش دهه‌های اخیر ایران، فصلنامه پژوهش‌های جغرافیایی، شماره 58، صص80-67.

6-     کاوسی، امیر و مشکانی، محمدرضا، 1386، پهنه‌بندی و تحلیل فضایی بارش اقلیمی ایران، فصلنامه محیط شناسی، سال سی و سوم، شماره 43، صص40-31.

7-     محمدی، حسین، عزیزی، قاسم، تقوی، فرحناز، یوسفی، یدا...، 1390، تغییرپذیری زمانی و مکانی بیشینة بارش ماهانه در بخش‎های جنوبی دریای خزر، م. پژوهش‌های جغرافیای طبیعی، شماره 75، صص1-18.

8-     مدرس، رضا، 1385، توابع توزیع منطقه‌ای بارش ایران، م. پژوهش و سازندگی در منابع طبیعی، شماره 75، صص 91-86..

9-     مسعودیان، سید ابوالفضل، 1382، بررسی پراکندگی جغرافیایی بارش در ایران به روش تحلیل عاملی دوران یافته، م. جغرافیا و توسعه، شماره 1، صص 88-79.

10- مسعودیان، سید ابوالفضل، 1384، شناسایی رژیم‌های بارش ایران به روش تحلیل خوشه‌ای، م. پژوهش‎های جغرافیایی، شماره 37، صص59-47.

11- مسعودیان، سید ابوالفضل، 1388، نواحی بارشی ایران، م. جغرافیا و توسعه، شماره 13، صص91-79.

12- نیستانی، ابوالفضل، تقوی، فرحناز، 1389، بررسی تغییرپذیری بارش با استفاده از آنالیز طیفی و موجک، چهاردهمین کنفرانس ژئوفیزیک ایران اردیبهشت 1389، صص 21-23.

13- یازجی، دانیال، نیستانی، ابوالفضل، تقوی، فرحناز، 1389، بررسی چرخه فصلی بارش در خاورمیانه براساس تحلیل طیفی مشاهدات و یک مدل گردش کلی CM2.1، چهاردهمین کنفرانس ژئوفیزیک ایران، صص 57-60.

14- یزدیان، حامد، ناصری، محسن، تقوی، فرحناز، 1389، بررسی و تشخیص مناطق هم رفتار بارش در استان اصفهان براساس آنالیز طیفی و خوشه بندی، چهارمین کنفرانس منطقه ای تغییر اقلیم، صص 407-414.

15-   Alpert. P, Ben-gai. T and Baharad. A, 2002, The Paradoxical Increase of Mediterranean Extreme Daily Rainfall in Spite of Decrease in Total Values, Geophysical research letters, vol. 29, pp. 98-110.

16-   Dalezios, Nicolas and Bartzokas, Aristides, 1995, Daily Precipitation Variability in Semiarid Agricultural Regions in Macedonia, Greece, Hydrological sciences, No.40, pp. 569-585.

17-   Jianting, CHU, Jun, XIA, Chongyu, Xu, Lu, LI, Zhonggen, Wang, 2010, Spatial and Temporal Variability of Daily Precipitation in Haihe River Basin, 1958-2007, Journal of Geographical Acisence, Vol 20, pp. 248-260.

18-   Kadioglu, Mikdat, Ozturk, Naim, Erdun, Hakan and Sen, Zekai, 1999, on the Precipitation Climatology of Turkey By Harmonic Analysis, International Journal of Climatology, Vol 19, pp. 1717-1728.

19-   Li-Gang, Xu, Hong-Fei, Zhou, Chuan, Liang, An-Qi, Wn, 2009, Multi-time Scale Variability of Precipitation in the Desert Region of North China, Journal of Hydraulic Engineering, Vol 40, pp. 1002-1011.

20-   Livada. I, Charalambous.G and Saaimakopoulos M. N., 2008, Spatial and Temporal Study of Precipitation Characteristics over Greece, Theoretical and Applied Climatology, No. 93, pp. 45-55.

21-   Mourato. S, Moreira. M, Corte-Real. J, 2009, Inter-annual Variability of Precipitation Distribution Patterns in Southern Portugal, International Journal of Climatology.

22-   Nastos. P. T and Zerefos. C. S, 2009, Cyclic Modes of the Intra-annual Variability of Precipitation in Greece, Advances in Geosciences, Vol25, pp. 45-50.

23-   Olkonomou. Ch, Flocas. H. A, Asimakopoulos. D. N and Giannakopoulos. C, 2008, Future Changes in the Occurrence of Extreme Precipitation Events in Eastern Mediterranean, Global NEST Journal, vol10, No2, pp. 255-262.

24-   Pauling. A and Peath. H, 2006, On the Variability of Return Period of European Winter Precipitation Extremes over the Last Five Centuries, Climate of the past discussions, No2, pp. 157-189.

25-   Pashiardis, Stelio, 2003, Trends of Precipitation in Cyprus Rainfall Analysis for Agricultural Planning, Meteorological service, Nicosia, vol. 25, pp. 251-269.

26-   Saris, Faize, M.Hannah, David, J. Eatwood, Warren, 2010, Spatial Variability of Precipitation Regimes over Turkey, Hydrological Science Journal, Vol 55, pp. 234-249.

27-   Stathis. D and Myronidis. D, 2009, Principal Component Analysis of Precipitation in Thessaly Region (Central Greece), Global NEST Journal, vol11, No4, pp. 467-476.

28-   Taghavi, F., 2009: Spectral Analysis of the Daily Maximum Precipitation Time Series over Iran, Geophysical Research Abstracts, Vol. 11, EGU2009-0, 2009, EGU General Assembly 2009. 

29-   Toby, R. Ault and Scott, St. George, 2010, The Magnitude of Decadal and Multi-decadal Variability in North American Precipitation, Journal of Climate, Vol 23, pp. 842-850.