Trends Analysis of Maximum Temperature by using Mann-Kendall and Spearman Tests in Various Regions of Iran

Authors

1 Water Engineering Department, Kashmar Higher Education Institute, Iran

2 Kashmar Higher Education Institute

Abstract

In this research, temporal trends of maximum temperature values were investigated in various regions of Iran. For this purpose, the meteorological observations collected from 33 high quality meteorological sites for a 40-year period (1977-2016) were used and statistically significant Tmax trends in the monthly, seasonal and annual time basis were detected by the non- parametric Mann-Kendall and Spearman tests at confidence level of 95%. For eliminating the effect of serial correlation on test results, the Trend Free Pre-Whitening (TFPW) approach was applied. The results indicated that the Tmax trends for some sites were increasing (positive) but for some sites showed decreasing (negative) trends. The highest positive and negative trend on the annual time scale occurred at Kermanshah and Torbat heydarieh, respectively. The positive trend of Tmax on the monthly, seasonal and annual time scale was observed at Mashhad, Tabriz, Abadan, Ahvaz, Boshehr, Shiraz, Kermanshah and Yazd sites. In general, the performances and capabilities of Mann-Kendall and Spearman tests were consistence at verified confidence level.

Keywords


1-احمدی، ف، زمانی، ر، محمودی، ا، رادمنش، ف، امیر رضائیه، ع. ر، 1394، بررسی وقوع تغییرات اقلیمی در حوضه‌های آبریز با استفاده از تحلیل ایستایی و روند (منطقه مورد مطالعه: حوضه آبریز ارمند)، مجله پژوهش‌های حفاظت آب و خاک، دوره 22، شماره 5، ص 61-45.
2- امیررضائیه، ع، پرهمت، ج، احمدی، ف، 1395، بررسی روند تغییرات بارش و دمای شمال‌غرب کشور در نیم قرن اخیر، نشریه آبیاری و زهکشی ایران، دوره 10، شماره 6، ص 809-797.
3- انصاری، م، نوری، غ. ر، فتوحی، ص، 1395، بررسی روند تغییرات دما، بارش و دبی با استفاده از آزمون ناپارامتری من کندال (مطالعه موردی: حوزه آبخیز رودخانه کاجو استان سیستان و بلوچستان)، پژوهشنامه مدیریت حوزه آبخیز، دوره 7، شماره 14، ص 158-152.
4- باهک، ب، 1392، بررسی احتمال تغییر اقلیم در استان کرمان با روش من-کندال (مطالعه موردی ایستگاه کرمان)، فصلنامه جغرافیایی سرزمین، دوره 10، شماره 3، ص 72-65.
5- حیدری، ح، علیجانی، ب، 1378، طبقه‌بندی اقلیمی ایران با استفاده از تکنیک‌های آماری چند متغیره، پژوهش‌های جغرافیایی، شماره 37، ص 74-57.
6- سالاری، ع، گندمکار، ا، 1391، بررسی روند تغییرات دما در بندرعباس و جزیره قشم با استفاده از آزمون ناپارامتری من-کندال، فصلنامه جغرافیایی سرزمین، دوره 9، شماره 3، ص 92-77.
7- عزیزی، ق، روشنی، م، 1387، مطالعه تغییر اقلیم در سواحل جنوبی دریای خزر به روش من-کندال، پژوهش‌های جغرافیای طبیعی، دوره 40، شماره 64، ص 28-13.
8- علیجانی، ب، محمودی، پ، سلیقه، م، ریگی چاهی، ا، 1390، بررسی تغییرات کمینه‌ها و بیشینه‌های سالانه دما در ایران، تحقیقات جغرافیایی، سال 26، شماره 102، ص 122-101.
9- فتاحی مسرور، پ، بذرافشان، ا، 1395، تحلیل تغییرات مقادیر حدی دما طی نیم قرن گذشته در سواحل جنوبی ایران، مجله ترویج و توسعه آبخیزداری، دوره 4، شماره 14، ص 25-17.
10- فرج‌زاده اصل، م، فیضی، و، 1391، آشکارسازی تغییرهای زمانی و مکانی عناصر دما و بارش در ایران، برنامه‌ریزی و آمایش فضا، دوره 16، شماره 4، 66-49.
11- کریمی، م، ستوده، ف، رفعتی، س، 1397، تحلیل روند تغییرات و پیش‌بینی پارامترهای حدی دمای ناحیه جنوبی دریای خزر، نشریه تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی، دوره 18، شماره 48، ص 93-79.
12- مدرسی، ف، عراقی‌نژاد، ش، ابراهیمی، ک، خلقی، م، 1389، بررسی منطقه‌ای پدیده تغییر اقلیم با استفاده از آزمون‌های آماری مطالعه موردی: حوضه آبریز گرگانرود-قره‌سو، نشریه آب و خاک، جلد 24، شماره 3، ص 489-476.
13- مریانجی، ز، کریمی جاوید، ح، شیخ الملوکی، ی، 1392، بررسی سری زمانی دما به‌منظور آشکارسازی تغییرات روند آن در استان اصفهان با استفاده از روش‌های من-کندال و NRMC، فصلنامه علمی-پژوهشی اطلاعات جغرافیایی، دوره 22، شماره 86، ص 16-12.
14- Boccolari, M. and Malmusi, S. 2013. Changes in temperature and precipitation extremes observed in Modena, Italy. Atmospheric Research. 122:16-31.
15- Gocic, M. and Trajkovic, S. 2013. Analysis of changes in meteorological variables using Mann-Kendall and Sen's slope estimator statistical tests in Serbia. Global and Planetary Change. 100:172-182.
16- Hisdal, H., Stahl, K., Tallaksen, L.M. and Demuth, S. 2001. Have streamflow droughts in Europe become more severe or frequent. International Journal of Climatology. 21:317-333.
17- Kousari, M.R. and Asadi, M.A. 2010. Minimum, maximum, and mean annual temperatures, relative humidity, and precipitation trends in arid and semi-arid regions of Iran. Arabian Journal of Geosciences. 4.6: 907-914.
18- Kousari, M.R., Ahani, H. and Hendi-Zadeh, R. 2013. Temporal and spatial trend detection of maximum air temperature in Iran during 1960–2005. Global and Planetary Change. 111: 97-110.
19- Martinez, C., Maleski, J. and Miller, F. 2012. Trends in precipitation and temperature in Florida, USA. Journal of Hydrology. 453: 259-281.
20- Novotny, E.V. and Stefan, H.G. 2007. Stream flow in Minnesota: Indicator of climate change. Journal of Hydrology. 334:319-333.
21- Rio, S.D., Herrero, L., Pinto-Gomes, C. and Peras, A. 2011. Spatial analysis of mean temperature trends in Spain over the period 1961-2006. Global and Planetary change. 78: 65-75.
22- Sabohi, R. and Soltani, S. 2008. Trend Analysis of Climatic Factors in Great Cities of Iran. Agriculture and natural resources. 46 (12): 303-322.
23- Tabari, A. and Hosseinzadeh-Talaee, P. 2011. Recent trends of mean maximum and minimum air temperatures in the western half of Iran. Journal of Meteorological Atmosphere Physics. 111: 121–131.
24- Wang, Q., Fan, X., Qin, Z. and Wang, M. 2012. Change trends of temperature and precipitation in the Loess Plateau Region of China, 1961–2010. Global and Planetary Change. 93: 138-147.
25- Yang, X.L., Xu, L.R., Li, C.H., Hu, J. and Xia, X.H. 2012. Trends in temperature and precipitation in the Zhangweinan River basin during last 53 years. Procedia Environmental Sciences. 13: 1966-1974.
26- Yue, S., Pilon, P. and Cavadias, G. 2002a. Power of the Mann-Kendall and Spearman’s tests for detecting monotonic trends in hydrological series. Journal of hydrology. 259:254-271.
27- Zhang, S. and Lu, X.X. 2009. Hydrological responses to precipitation variation and diverse human activities in a mountainous tributary of the lower Xijiang, China. Catena. 77:130-142.احمدی، ف، 
  • Receive Date: 16 December 2019
  • Revise Date: 10 January 2020
  • Accept Date: 15 March 2020
  • First Publish Date: 20 March 2020