detection of climate changes by mann-kendall analysis and drought indexes (case study: agh gol wetland)

[ ' i n t r o d u c t i o n : c l i m a t e c h a n g e i s o n e o f t h e m o s t s i g n i f i c a n t c h a l l e n g e s i n s u s t a i n a b l e d e v e l o p m e n t t h a t h a s n e g a t i v e e f f e c t s o n l a n d a n d m a r i n e e c o s y s t e m s . t h i s p h e n o m e n o n x a 0 l e a d s t o i m b a l a n c e s t h a t c a u s e e f f e c t s i n c l u d i n g h y d r o l o g i c a l c h a n g e s ' , ' i n c r e a s e d s o i l e r o s i o n ' , ' i n c r e a s e d r u n o f f s a n d r e d u c e d g r o u n d w a t e r a q u i f e r f e e d i n g ' , ' e t c . e f f e c t s o f c l i m a t e c h a n g e s o v e r t h e p a s t d e c a d e h a v e s i g n i f i c a n t l y i n c r e a s e d i n e c o l o g y a n d h y d r o l o g y l i t e r a t u r e . t h e r e f o r e ' , ' r e s e a r c h e s x a 0 h a v e i n c r e a s e d i n t h i s a r e a w i t h f o c u s i n g o n c l i m a t e c h a n g e . f u r t h e r m o r e ' , ' r e s e a r c h e r s x a 0 k n o w p r e s s u r e o n w e t l a n d s l i k e l y d u e t o c h a n g e s i n t h e h y d r o l o g i c a l r e g i m e d i r e c t l y ' , ' a n d t h e e f f e c t s o f t e m p e r a t u r e c h a n g e a n d l a n d s ' , ' u s e i n d i r e c t l y . t h e p u r p o s e o f t h i s s t u d y i s t o p r e d i c t c l i m a t e c h a n g e i m p o r t a n t p a r a m e t e r s i n t h e s t u d y a r e a a n d m a n a g e m e n t p l a n n i n g o f a g h g o l w e t l a n d i n t h e p r e d i c t e d c o n d i t i o n s t o b e p r o t e c t e d a g a i n s t d r o u g h t i n t h e c o m i n g y e a r s . a l s o ' , ' k n o w i n g t h e d r o u g h t y e a r s c a n p r o v i d e b e t t e r a n d m o r e c o m p r e h e n s i v e m a n a g e m e n t m o d e l f o r t h e s t u d y a r e a . x a 0 t h e s t u d y a r e a : n a t u r a l a n d s e a s o n a l a g h g o l x a 0 w e t l a n d i s l o c a t e d i n 3 4 d e g r e e s a n d 4 9 m i n u t e s i n t o e a s t e r n l o n g i t u d e a n d 2 9 d e g r e e s a n d 2 m i n u t e s i n t o n o r t h e r n l a t i t u d e . t h i s w e t l a n d t h a t i s a h u n t i n g p r o h i b i t e d a r e a i n h a m e d a n p r o v i n c e i n r e c e n t y e a r s a s o t h e r w a t e r s o u r c e s w a s e x p o s e d t o e x t r a ( e c o l o g i c a l ) p r e s s u r e o f s o u r c e s ' , ' w h i c h l e d t o d r y i n g u p o f w e t l a n d s i n r e c e n t y e a r s . i n t h i s s t u d y ' , ' w e t r i e d t o d e t e c t t h e c h a r a c t e r i s t i c s ' , ' c l i m a t i c x a 0 a n d h y d r o l o g i c a l c h a n g e s i n a d d i t i o n t o l a n d ' , ' u s e a n d f a c t o r s i n f l u e n c i n g t h e r e v i v a l o f t h e d r y w e t l a n d a n d p r e s e n t t h e s t r a t e g i e s a f f e c t i n g t h e r e v i v a l o f t h i s w e t l a n d . x a 0 m a t e r i a l s x a 0 & m e t h o d s t h i s s t u d y w a s b a s e d o n d a t a o b t a i n e d f r o m s y n o p t i c s t a t i o n s o f a r o u n d x a 0 a g h g o l w e t l a n d . t o d e t e r m i n e t h e s e v e r i t y o f t h e d r o u g h t ' , ' i n d i c e s i n c l u d i n g s p i ' , ' r a i ' , ' a n d p n p i w e r e u s e d o v e r t h e l a s t 3 0 y e a r s . a l s o i n t h i s s t u d y t o s h o w t h e t r e n d o f c h a n g e s a n d c a l c u l a t i o n o f t i m e s e r i e s i n c l i m a t i c p a r a m e t e r s ' , ' m a n n ' , ' k e n d a l l g r a p h i c a l t e s t w a s u s e d . i n m a n n x a 0 k e n d a l l g r a p h i c a l t e s t e a c h v a l u e i n t h e t i m e s e r i e s ' , ' i s c o m p a r e d c o n t i n u o u s l y a n d s u b s e q u e n t l y w i t h t h e r e s t o f t h e s e r i e s v a l u e s . x a 0 d i s c u s s i o n o f r e s u l t s k e n d a l l g r a p h i c a l t e s t r e s u l t s i n f i g u r e ( 2 ) s h o w s t h a t w i t h r e s p e c t t o c o l l i s i o n o f d i a g r a m s u a n d u & a p o s ; f o r t e m p e r a t u r e i n d i c a t o r o u t s i d e t h e c r i t i c a l r a n g e x a 0 a s i g n i f i c a n t t r e n d f o r t h e t e m p e r a t u r e i n d i c a t o r c a n b e r e c o g n i z e d i n n o z h e h s t a t i o n . r e s u l t s a n d t h e t r e n d o f g r a p h c h a n g e s i n d i c a t e t h e o c c u r r e n c e o f m u t a t i o n f o r t e m p e r a t u r e i n d i c a t o r i n n o z h e h s t a t i o n ' , ' i n t h e y e a r s 2 0 0 7 ' , 2 0 1 0 , ' a n d 2 0 1 2 . a l s o t h r o u g h 1 9 9 9 ' , ' t h e t e m p e r a t u r e i n d i c a t o r a t t h e s t a t i o n h a s s h o w n a p o s i t i v e t r e n d . o n t h e o t h e r h a n d ' , ' w i t h t h e a n a l y s i s o f r a i n f a l l i n d i c a t o r a t t h i s s t a t i o n t h e e x i s t e n c e o f a s i g n i f i c a n t t r e n d i n r e c e n t y e a r s i s e m p h a s i z e d a n d t h e r e s u l t s i n d i c a t e o b s e r v i n g a m u t a t i o n i n 2 0 1 3 . t h e r a i n f a l l i n d e x s h o w s a n e g a t i v e t r e n d a t t h i s s t a t i o n a n d i t c a n b e d u e t o r e d u c t i o n o f p r e c i p i t a t i o n a t t h e s t a t i o n i n r e c e n t y e a r s . x a 0 f i g u r e 1 . g r a p h i c a l k e n d a l l t e s t ' , ' h a m e d a n ' , ' n o z h e h w e a t h e r s t a t i o n x a 0 t h e r e s u l t s o f t h e a n a l y s i s o f x a 0 k e n d a l l g r a p h i n w e a t h e r s t a t i o n o f h a m e d a n ' , ' a i r p o r t ( f i g u r e 3 ) i n t h e t i m e p e r i o d o f s t u d y ( 1 9 8 4 ' , ' 2 0 1 3 ) c o n f i r m a s i g n i f i c a n t t r e n d f o r t e m p e r a t u r e i n d i c a t o r w i t h r e g a r d t o c r o s s o f l i n e u f r o m t h e c r i t i c a l p o i n t . t h e r e s u l t s s h o w t h a t i n t e m p e r a t u r e i n d i c a t o r o f h a m a d a n ' , ' a i r p o r t s t a t i o n i n t h e y e a r s 2 0 0 8 a n d 2 0 0 9 a m u t a t i o n h a s o c c u r r e d t h a t c a n b e a t r i g g e r f o r a b r u p t c l i m a t i c c h a n g e . c h a n g e s o f l i n e u i n t h i s s t a t i o n h a s a p o s i t i v e t r e n d c o n s i d e r i n g t h a t t h i s l i n e i n t h e r a n g e u > + 1 . 9 6 h a s e x p e r i e n c e d a n u p w a r d t u r n a n d c a n c o n f i r m t h e e x i s t e n c e o f t i m e s e r i e s i n h a m e d a n ' , ' a i r p o r t s t a t i o n . x a 0 x a 0 f i g u r e 2 . g r a p h i c a l k e n d a l l t e s t ' , ' h a m a d a n ' , ' a i r p o r t w e a t h e r s t a t i o n x a 0 t h e r e s u l t s o f m a n n ' , ' k a n d a l l m o d e l i n w e a t h e r s t a t i o n o f m a l a y e r i n x a 0 t h e p e r i o d 1 9 9 4 t o 2 0 1 3 ' , ' d u e t o i n c l u s i o n o f l i n e u f o r t w o i n d i c a t o r s o f t e m p e r a t u r e a n d p r e c i p i t a t i o n i n t h e r a n g e x a 0 a n d f a i l u r e t o o b s e r v e t h e t r e n d d u e t o p l a c e m e n t x a 0 o f r a n d o m s e r i e s i n d a t a o f t h i s s t a t i o n d o e s n o t s h o w a s i g n i f i c a n t t r e n d f o r t h e s e i n d i c a t o r s . x a 0 x a 0 f i g u r e 3 . g r a p h i c a l k e n d a l l t e s t ' , ' m a l a y e r w e a t h e r s t a t i o n x a 0 i n v e s t i g a t i o n o f d r o u g h t i n d i c e s a c c o r d i n g t o f i g u r e 5 r e p r e s e n t s t h a t b a s e d o n r a i i n d e x i n t h e y e a r s 1 9 8 5 ' , 1 9 9 0 , 1 9 9 5 , 2 0 0 1 , 2 0 0 8 , ' h a m e d a n ' , ' a i r p o r t x a 0 s t a t i o n x a 0 h a s e x p e r i e n c e d v e r y d r y y e a r s a n d i n t h e r e s t o f t h e s t u d y p e r i o d ' , ' t h e r e g i o n h a s e x p e r i e n c e d m o d e r a t e o r m i l d d r o u g h t . x a 0 f i g u r e 4 . t r e n d s o f c h a n g e s o f d r o u g h t i n d i c e s i n h a m a d a n ' , ' a i r p o r t w e a t h e r s t a t i o n x a 0 i n v e s t i g a t i n g t h e d r o u g h t i n d e x i n h a m e d a n ' , ' n o z h e h s t a t i o n s h o w e d t h a t f o r t h e y e a r s 2 0 1 3 ' , ' 2 0 1 2 a n d 1 9 9 9 ' , ' t h e r e g i o n h a s e x p e r i e n c e d s e v e r e d r y y e a r s a c c o r d i n g t o r a i i n d e x . i n o t h e r y e a r s ' , ' t h e r e g i o n h a s n o t b e e n i n s a t i s f a c t o r y c o n d i t i o n ' , ' a n d h a s e x p e r i e n c e d y e a r s w i t h r e l a t i v e d r o u g h t . x a 0 f i g u r e 5 . t r e n d s o f c h a n g e s o f d r o u g h t i n d i c e s i n h a m a d a n ' , ' n o z h e h w e a t h e r s t a t i o n x a 0 e v a l u a t i n g t r e n d o f c h a n g e s o f d r o u g h t i n m a l a y e r s t a t i o n i n t e r m s o f r a i i n d e x s h o w e d t h a t i n t h e y e a r s 1 9 9 5 ' , 1 9 9 7 , 1 9 9 8 , ' 1 9 9 9 a n d 2 0 0 8 ' , ' t h e d r o u g h t i n d e x h a s b e e n i n c u t e c o n d i t i o n s . a n d t h e r e s t y e a r s o f t h e s t u d y p e r i o d i n t h i s s t a t i o n a r e a s s o c i a t e d w i t h n o r m a l o r m i l d l y d r o u g h t . x a 0 f i g u r e 6 . t r e n d s o f c h a n g e s o f d r o u g h t i n d i c e s i n m a l a y e r w e a t h e r s t a t i o n d i s c u s s i o n : t h e s t u d y a r e a a r o u n d t h e w e t l a n d ' , ' o v e r a 3 0 ' , ' y e a r s t u d y p e r i o d ( 1 9 8 4 ' , ' 2 0 1 3 ) ' , ' a c c o r d i n g t o c l i m a t i c c o n d i t i o n s i n m e t e o r o l o g i c a l s t a t i o n s d i d n o t h a v e s t a b l e c o n d i t i o n s . t h u s ' , ' a n a l y s i s o f t h e c l i m a t i c r e s u l t s e m p h a s i z e s t h a t i n t h e y e a r s 1 9 9 9 ' , 2 0 0 1 , 2 0 0 5 , ' 2 0 0 8 a n d r e c e n t y e a r s ( 2 0 1 0 ' , ' 2 0 1 3 ) a s i g n i f i c a n t t r e n d o f x a 0 d r o u g h t x a 0 h a s b e e n e x p e r i e n c e d i n t e r m s o f a l l a n a l y s e s . t h e u s e o f d r o u g h t i n d i c e s i n t h i s s t u d y s u g g e s t s t h e t e n s i o n s t h a t x a 0 r e g i o n h a s e n d u r e d o v e r a p e r i o d o f 3 0 y e a r s . c o m p a r i n g t h e s e r e s u l t s w i t h e v a l u a t i n g t h e t r e n d o f c h a n g e s a n d t i m e c o u r s e o f c h a n g e s a n d m o d i f i c a t i o n s i n d i c a t e d t h a t t h e g r e a t e s t c h a n g e s o c c u r r e d i n t h e t e m p e r a t u r e i n d i c a t o r a n d p r e c i p i t a t i o n v a r i a t i o n s u s u a l l y a p p e a r w i t h a d e l a y o f u p t o s e v e r a l y e a r s a f t e r t h e t e m p e r a t u r e m u t a t i o n s i n t h e r e g i o n . t h e r e f o r e ' , ' b y a c a r e f u l p l a n n i n g a n d c o n s i d e r a t i o n o f t h e i n t e r e s t s o f a l l c o n c e r n e d a n d i n f l u e n t i a l p a r t i e s w e c a n p r e s e n t a c o m p r e h e n s i v e p l a n f o r t h e s u s t a i n a b l e m a n a g e m e n t ' , ' a n d x a 0 c o n t r o l l i n g a n d m i t i g a t i n g t h e e f f e c t s o f d r o u g h t a n d c l i m a t e c h a n g e ' , ' i n a g h g o l w e t l a n d ' , ' t o b e w i t n e s s o f d e w a t e r i n g o f w e t l a n d s i n t h e c o m i n g y e a r s . a l s o p r e s e n t i n g a s u s t a i n a b l e a g r i c u l t u r e p r o g r a m i n a c c o r d a n c e w i t h t h e c l i m a t i c c o n d i t i o n s o f t h e r e g i o n m a y c o n t r i b u t e t o r e g i o n a l s t a b i l i t y a l o t . 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