بررسی تغییر اقلیم در غرب ایران بر اساس تغییرات بارش و مقایسه آن با ناهنجاری های کره زمین با استفاده از روش های آماری و شبکه عصبی

به منظور شناخت و بررسی تغییرات زمانی و مکانی بارش مناطق غربی کشور، از حداکثر آمار و اطلاعات موجود در شانزده ایستگاه سینوپتیک با دوره آماری 46 ساله (2006-1961) و سی وچهار ایستگاه آب سنجی با دوره آماری 40 ساله (2006-1967) در دو مقیاس زمانی فصلی و سالانه استفاده شد. ابتدا، تجزیه و تحلیل روند سری های زمانی مذکور با استفاده از آزمون های من-کندال (آماری و ترسیمی)، تخمین گر سن و رگرسیون خطی انجام شد. جهت آشکارسازی تغییرات معنی دار در اقلیم منطقه، مقادیر میانگین داده های مربوطه در سه بازه زمانی 46، 30 (1990-1961) و 16 (2006-1991) ساله مورد مقایسه قرار گرفتند سپس، جهت درک بهتر، نتایج بدست آمده توسط روش های کریگینگ. پهنه بندی شدند. ماتریس همبستگی ناهنجاری های بارش منطقه، با ناهنجاری کره زمین، النینو نوسانات جنوبی (انسو) و نوسانات اطلس شمالی، محاسبه و بهترین معادله (خطی و غیرخطی) بر مقادیر توأم بارش میانگین سالانه ایستگاه های منطقه و ناهنجاری های مذکور برازش داده شد. در انتها، با در نظر گرفتن سه سری ناهنجاری جهانی، به عنوان ورودی، مقادیر بارش سالانه هر یک از ایستگاه ها با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی برآورد گردید. نتایج تحلیل روند نشان داد رفتار سه آزمون رگرسیون خطی، من-کندال و تخمین گر سن در اکثر موارد تعیین نوع روند یکسان بود. ولی آزمون رگرسیون خطی، نسبتاً مقادیر بزرگتر روند (شیب) و همچنین تعداد روندهای معنی دار کمتری را داشت. با وجود اینکه از طریق آزمون من-کندال تعداد روند معنی دار بیشتری حاصل شد، تخمین گر سن نتایج قابل قبول تری را بویژه در فصول کم باران ارائه داد. در مجموع، روندهای سالانه و فصلی در اکثر موارد کاهشی بود و فقط در سری بارش پاییزی روند افزایشی چشمگیرتر می نمود. از لحاظ اقلیمی، ایستگاه های واقع در اقلیم خشک و نیمه خشک و از بین فصول مختلف، بهار و تابستان به ترتیب بیش ترین و کم ترین درصد روندهای معنی دار را به خود اختصاص دادند. بر اساس نقشه های پهنه بندی، برای تغییرات بارش سالانه، به ترتیب روندهای ملایم در مناطق جنوبی و مرکزی و تند در شمال غربی ترین وغربی ترین نواحی ایران (مناطق کوهستانی) مشاهده گردید. در تحلیل تغییرات ناگهانی توسط آزمون ترسیمی من-کندال، تابستان حساس ترین فصل به تغییرات ناگهانی تشخیص داده شد. زمان وقوع تغییر بارش فصل بهار در 2 دهه پایانی دوره بیشتر و فصل پاییز نسبتاً از زمان وقوع همگنی برخوردار است. مقایسه دوره های زمانی مختلف با بازه نرمال(90-1961)، نشان دهنده کاهش میانگین بارش بازه زمانی 16 ساله اخیر بوده و بارزترین تغییرات به شهر تبریز اختصاص یافت. میزان موارد اختلاف این بازه و بازه های 30 (دوره نرمال) و 46 ساله به ترتیب معادل 5/31 و 24 درصد بود. بیشترین درصد تغییرات مکانی بارش، مربوط به جنوبی ترین ایستگاه (بوشهر) و کم ترین مربوط به شهر آستانه واقع در شمالی ترین مناطق است. بیشترین و کمترین درصد ایستگاه های دارای همبستگی معنی دار با ناهنجاری بارش کره زمین، نوسانات اطلس شمالی و النینو نوسانات جنوبی، به ترتیب مربوط به سری ناهنجاری کره زمین و انسو است. همبستگی ایستگاه آبادان در تمامی موارد معنی دار بوده و همبستگی شهرهای خرم آباد و سنندج در هیچ یک از موارد معنی دار نبود. از میان تمامی معادلات، پلی نومیال درجه پنجم به عنوان بهترین معادلات بیان کننده تغییرات بارش ایستگاه های منطقه تعیین شدند. بر اساس نتایج شبکه عصبی مصنوعی در برآورد مقادیر بارش ایستگاه های منطقه، این روش ضرایب همبستگی بالاتری را ارائه داد و بهترین شبکه برای تمامی ایستگاه ها با مدل پرسپترون چند لایه و تابع فعالیت مومنتم و قانون یادگیری تانژانت هایپربولیک می باشد.