مدل مارکوفی بارش ایران بر اساس پایگاه داده ی اسفزاری

چکیده در این پژوهش تلاش شده است احتمال وقوع و عدم وقوع بارش های روزانه ی ایران به صورت فرآیندهای تصادفی با مدل احتمالاتی موسوم به زنجیره ی مارکوف پیش بینی شود. سری زمانی بکار رفته در این مطالعه داده های روزانه ی بارش از پایگاه داده ی اسفزاری است. این داده ها بر اساس رخ داد و رخ نداد بارش با آستانه ی 5/0 میلی متر (بدون توجه به مقادیر بارش) برای 15991 روز (حدود 43 سال) از 1/1/1340 تا 11/10/1383 می باشد. آمار فوق برپایه ی آرایه ی شمارش فراوانی دوحالته (روزهای بارش و بدون بارش) مرتبه ی اول زنجیره ی مارکوف مرتب شد. با انجام آزمون نیکویی برازش خی دو پیروی فراوانی حالات از زنجیره ی مارکوف دو حالته تأیید گردید. سپس آرایه ی احتمال انتقال به روش حداکثر درست نمایی محاسبه شد. با به توان رساندن مکرر این آرایه احتمال پایا و دوره ی بازگشت روزانه ی هر یک از دو حالت رخ داد و رخ نداد بارش برآورد شد. احتمال وقوع بارش در هر روز 1449/0 و احتمال عدم وقوع آن 8551/0 بدست آمد. در واقع دوره ی بازگشت بارش حدود 7 روز و دوره ی بازگشت خشکی حدود 1 روز برآورد گردید. دوره ی بازگشت بارش با تداوم یک روزه، دو روزه و سه روزه برای تمام ماه ها و فصول محاسبه شد. کوتاه ترین دوره ی بازگشت بارش های یک روزه در ماه های بهمن و اسفند هر دو با 7/3 روز و طولانی ترین دوره ی بازگشت بارش های یک روزه در ماه های شهریور با 3/29 و امرداد با 4/28 روز مشاهده شد. محاسبات نشان داد تفاوت زیادی بین دوره ی بازگشت بارش های یک روزه (احتمال وقوع) بین ماه های سال وجود دارد. ماه های سرد دوره ی بازگشت کوتاه تر و ماه های گرم دوره ی بازگشت طولانی تر دارند. همچنین بررسی ها آشکار کرد بین دوره های بازگشت یک روزه و دو روزه ی بارش در دوره ی سرد سال اختلاف کمتر و در دوره ی گرم سال اختلاف بیشتر است. در این پژوهش دوره ی بازگشت بارش با تداوم سه روزه نیز مورد واکاوی قرار گرفت. نتایج نشان داد احتمال وقوع چنین تداومی در ماه های گرم سال بسیار نامحتمل است. اما برای ماه های دوره ی سرد سال با احتمال ضعیف تر نسبت به دوره ی بازگشت بارش های یک و دو روزه، می توان انتظار چنین تداومی را داشت. در این مطالعه همچنین بر پایه ی احتمالات مارکوفی دیگر ویژگی های دوره های بارش و بدون بارش مانند فراوانی روزها، طول دوره ها و چرخه ی هوایی به صورت ماهانه و فصلی محاسبه شد. بیشترین فراوانی روزهای بارش برای بهمن و اسفند حدود 9 روز و بیشترین فراوانی روزهای بدون بارش برای سه ماه فصل تابستان بیشتر از 30 روز بدست آمد. محاسبه ی طول دوره ی تر مورد انتظار برای هیچ ماهی بیشتر از 2 روز را تعیین نکرد. حداقل طول دوره ی بارش در شهریور با 24/1 روز و حداکثر آن در اسفند 99/1 روز مشخص شد. اختلاف طول دوره های بدون بارش بین ماه ها قابل ملاحظه است. کمینه ی آن در اسفند 4/5 روز و بیشینه در شهریور با حدود 42 روز مشاهده شد. طول دوره های بدون بارش برای سایر ماه ها بین این دو مقدار در نوسان است.