بررسی روابط بین خشکسالی اقلیمی و متغیرهای خورشیدی در ایستگاه کرمانشاه

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، گروه مدیریت مناطق خشک وبیابانی، دانشکده منابع طبیعی و کویر شناسی، دانشگاه یزد، یزد، ایران

2 دانشجوی دکتری بیابا‌ن‌زدایی، دانشکده منابع طبیعی و کویر شناسی، دانشگاه یزد، یزد، ایران

3 دانشجوی دکتری اقلیم‌شناسی، مخاطرات آب‌وهوایی، دانشگاه یزد، یزد، ایران

چکیده

در قرن اخیر تغییرات اقلیمی و تحولات اقتصادی- اجتماعی کشورهای جهان موجب توجه فزاینده مردم به پدیده خشکسالی گردیده، به­طوریکه پیش‌بینی، تشخیص و ارزیابی اثرات این پدیده در بسیاری از کشورها از جهات گوناگون به­ویژه در برنامه‌ریزی راهبردی کشاورزی و مدیریت منابع آب اهمیت بحرانی یافته‌ است. از طرفی رخداد این پدیده را با اطمینان کامل نمی­توان پیش­بینی نمود. بنابراین باید آن را رخدادی تصادفی تلقی کرد. هدف اصلی پژوهش حاضر ارائه و بسط یک مفهوم جدید از خشکسالی اقلیمی و روشی نوین برای تشخیص و ارزیابی آن بر پایه رابطه سه‌گانه بین خشکسالی و متغیرهای هیدرومتئورولوژی و متئورولوژی مانند بارندگی، تابش خورشیدی و ساعات آفتابی است. بدین منظور با استفاده از داده‌های هواشناختی ایستگاه همدیدی کرمانشاه در دوره آماری 1970-2010، ابتدا نمودارهای دوگانه خشکسالی- خورشیدی DGM)) در ایستگاه کرمانشاه ترسیم شد و مشاهده گردید که وضعیت خشکی برخی از ماه­ها نسبت به جدول توصیف کیفی خشکسالی و ترسالی براساس شاخص نمره استاندارد Z-Score تغییر می­یابد. در مرحله­ بعد نقشه منحنی­های هم­ارزش بارش استاندارد شده ترسیم و متغیرهای معادله آنگستروم چون تابش خورشیدی و ساعات آفتابی به­عنوان متغیرهای مرجع رسم شد. این تکنیک که به­عنوان روش سه‌گانه ترسیمی (TGM) موسوم است، الگوهای رفتاری بین پدیده خشکسالی و متغیرهای تابش خورشیدی و ساعات آفتابی را به صورت بارز نمایان می­سازد. رابطه رگرسیون خطی بین خشکسالی و معادله آنگستروم 61/0 به­دست آمد. خشکسالی و ضرایب مدل آنگستروم با روش پیشنهادی محاسبه شدند. رابطه بین معادله آنگستروم و خشکسالی با روش TGM ارائه شده ‌است، روش TGM اطلاعات زیادی را درباره رخداد خشکسالی در ترکیب­های متفاوت از تابش خورشیدی و ساعات آفتابی نشان می­دهد. این روش در ایستگاه همدیدی کرمانشاه به کار برده‌ شد. روش سه‌گانه ترسیمی در تشخیص و ارزیابی دوره­های مرطوب و خشک و هم­چنین بررسی رابطه­ آن­ها با تغییرات متغیرهای خورشیدی مانند تابش خورشیدی و ساعت آفتابی کمک می‌کند. نمودار ایستگاه کرمانشاه مبین آن است که میزان شیب این خط به­نوعی تمایز فصلی دوره خشک و بارشی را نشان می‌دهد. یعنی هرچه شیب این خط بیش­تر باشد، سال از دو فصل متمایز و متباین خشک و بارشی تشکیل شده و روش­های تحلیلی DGM و TGM از کارایی بیش­تری برخوردارند.  این تحقیق در مقیاس زمانی ماهانه انجام شده اما اگر تحقیقات آتی براساس تقویم ژولیوسی صورت گیرد، موضوع مورد بررسی در مقیاس زمانی روزانه و حتی کم­تر از آن نیز قابل مطالعه است

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Relationship Between Drought and Solar Irradiation variables in Kermanshah Station

نویسندگان [English]

  • Mohammad Hossein Mobin 1
  • Azam Gholamnia 2
  • Reza Ebrahimi 3
1 Assistant Professor, Faculty of Natural Resources, Yazd University., Yazd., Iran
2 Ph.D. Student in Combat to Desertification, Faculty of Natural Resources, Yazd University., Yazd., Iran
3 Ph.D Student in Climatology, Yazd University., Yazd., Iran
چکیده [English]

Drought prediction for in many regions of the world has critical importance for strategic planning agriculture and water management. The occurrence of droughts cannot be predicted with certainty and thus must be treated as random variables. It is the main purpose of this paper to develop a new concept of drought features assessments based on triple drought related hydro meteorological and meteorological variables, namely, rainfall, solar irradiation and sunshine duration. At first scatter diagram of rainfall, solar irradiation and sunshine duration are drawn as named Dual Graphic Method (DGM) and observed monthly drought condition are change compare SMP values table. Equal standard rainfall lines are drawn as a map with two reference variables as solar irradiation and sunshine duration. These are referred to as the triple graphical method (TGM) approach. It furnishes rich features of drought behavior variation based on the rainfall, solar irradiation and sunshine duration. This analysis and the solar irradiation estimation method are applied to Kermanshah stations in the Republic of Iran for the monthly data period 1970–2010. The linear relations between drought and the variables of the Angstrom equation are found 0.61. TGM graphs help to identify not only precipitation surplus (wet spells) or deficits (dry spells droughts) but also their variations with two more meteorological variables as solar irradiation and sunshine duration.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Drought
  • triple graphical method (TGM)
  • Kermanshah
  • Angstrom equation
  • Solar irradiation
  • Sunshine duration
  • Dry and wet season
کمالی،غ.ع و نیکزاد،م. 1368. شاخص­های هواشناسی در خشکسالی کشاورزی. نیوار.6

غلام­نیا،ا.، مبین،م.ح.، سودایی­زاده،ح. 1393. ارائه یک مدل عمومی برای برآورد انرژی خورشیدی روزانه در یزد، اولین همایش ملی بهداشت محیط، سلامت و محیط زیست پایدار، همدان، 1393.

میرحسینی،س.ع. 1381. تعیین ضریب صافی هوا برای شهرهای مختلف ایران، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شریف تهران، 1381.

Allen,R.G. 1998. Evaluation of Procedures for Estimating Mean Monthly Solar radiation from air temperature. FAO, Rome.

Angstrom,A. 1924. Solar and terrestrial radiation. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society 50: 121–125.

Banglapedia,E. 2003. National Encyclopedia of Bangladesh, Islam, and S. edited, Asiatic Society of Bangladesh.

Cressie NAC. 1993. Statistics for Spatial Data, revised edition Wiley: New York; 900 pp.

Folland,C.K., Karl,T.R., Salinger,M.J. 2002. Observed climate variability and change. Weather (Royal Meteorological Society) 57.8: 269–278.

Isaaks,E.H., Srivastava,R.M. 1989. An Introduction to Applied Geostatistics. Oxford: Oxford University Press; 561 pp.

Journel,A., Huijbregts,A. 1978. Mining Geostatistics. London: Academic Press.

Karl,T.R., Trenberth,K.E. 2003. Modern global climate change.journal of Science302: 1719–1723.

Riebsame,W.E., Changnon,S.A., Karl,T.R., 1991: Drought and Natural Resources Management in the United States: Impacts and Implications of the 1987–89 Droughts. Westview Press: Boulder: 174.

Sen,Z.O., ztopal,A., Sahin,AD. 2001. Application of genetic algorithm for determination of Angstrom equation coefficients. Energy Conversion and Management 42: 217–231.

Sen,Z. 2008. Solar Energy Fundamentals and Modeling Techniques. ˙Istanbul Technical University.

Sirdas,S., Sen,Z. 2003. Spatio-temporal drought analysis to the Trakya region, Turkey. Hydrological Sciences Journal 48.5: 809–820.

Sirdas,S. 2002. Meteorolojik Kuraklık Modellemesi ve T¨urkiye Uygulaması (Meteorological drought modelling and application to Turkey). PhD Thesis, Institute of Science and Art, Istanbul Technical University.

Trenberth,K.E., Branstator,G.W.  1992.  Issues in establishing causes of the1988 drought over North America. Journal of Climate. 5.2: 159–172.

Wu,H., Hayes,M.J., Weiss,A., Hu,Q. 2001. An evaluation of the Standardized Precipitation Index, the China-Z Index and the statistical Z-Score. International Journal of Climatology 21: 745–758.

Zadeh,L.A. 1968. Fuzzy algorithms. Information and Control 12, pp: 94–102.