تحقیق جغرافیا در مورد همگنی، بارش، هواشناسی، سری¬های

حداقل مطلق دما 6/14- درجه سانتی¬گراد مربوط به دی ماه است که در سال 1386 اتفاق افتاده است ( بانک اطلاعات هواشناسی استان لرستان سال 1391 ).

متن کامل در sabzfile.com

نمودار 3 – 1 – وضعیت دمای فصلی و سالانه 30 ساله ایستگاه خرم¬آباد

3 – 5 – 2 – بارش
بارش که در تامین منابع آبی مهم¬ترین عامل اقلیمی محسوب می¬شود، یکی از متغیرترین پدیده¬های هواشناسی است، به طور کلی بارش زمانی حادث می¬شود که هوای مرطوب تا ارتفاع معینی بالا رود تا بر اثر سرد شدن بی¬رویه به نقطه اشباع برسد. عدم وجود هر یک از دو عامل مانع وقوع بارش می¬شود. در فصل زمستان در خرم¬آباد به علت وجود هر دو عامل، بارش روی می¬دهد، حال آن¬که در فصل تابستان به¬ علت استقرار مراکز پرفشار جنب حاره عامل صعود وجود نداشته است. در ضمن رطوبت کافی نیز موجود نمی¬باشد. لذا در تابستان بارندگی رخ نمی¬دهد (بانک اطلاعات هواشناسی استان لرستان 1391 ). زمان بارش به طور کلی در زمستان و اوایل بهار و در پاییز است که بیشتر نامنظم و دارای تغییرپذیری بوده و همچنین بیشتر ریزش¬ها در فصل زمستان به صورت برف می¬باشد که اغلب در دامنه¬ها و تا اواسط بهار باقی می-ماند و با گرم شدن هوا ذوب گشته و باعث پر آب شدن رودها و در پاره¬ای مواقع باعث طغیان آن¬ها می¬گردد. متوسط بارش در خرم¬آباد 512 میلی¬متر می¬باشد که بیشترین بارش¬ها مربوط به فصل زمستان است و در فصل تابستان خرم¬¬آباد از بارش کمی برخوردار است. بیشترین بارش 6/814 میلی¬متر که در سال 1371 اتفاق افتاده است و کمترین بارش هم 8/220 میلی¬متر در سال 1378 اتفاق افتاده است (بانک اطلاعات هواشناسی استان لرستان 1391 ).
3 – 6 – بادهای غالب در شهرستان خرم¬آباد در این سایت مطالب به صورت text only نمایش داده می شود و عکس ها و نمودار ها و.. درج نمی شود. برای دانلود فایل اصلی به سایت sabzfile.com مراجعه نمایید
از نظر وزش باد در شهرستان خرم¬آباد موارد زیر قابل ذکر است: باد غالب اغلب از جهت جنوب¬¬غربی می¬وزد، سهم باد غالب از کل باد سالانه به میزان 16 درصد است، میانگین سرعت باد روزانه برابر با 2/6 متر بر ثانیه است. سهم باد آرام در سال برابر با 8/55 درصد و سرعت شدیدترین باد در طول دوره آماری برابر با 40 متر بر ثانیه و از سمت غرب می باشد (اداره کل هواشناسی استان لرستان – مرکز آمار ).

فصل چهارم : مواد و روش¬ها
________________________________________

فصل چهارم¬¬

مواد و روش¬ها

4 – مواد و روش¬ها
4 – 1 – ایستگاه هواشناسی منطقه مورد مطالعه
در مطالعات مربوط به آب¬و¬هواشناسی، دانسته¬های آب¬و¬هوایی ایستگاه¬های آب¬و¬هواشناسی و سینوپتیکی مهم¬ترین و با ارزش¬ترین منابع اطلاعاتی تلقی می¬شوند که از دیده¬بانی¬های پیوسته در ایستگاه آب¬و¬هواشناسی کشور به دست می-آیند. ارقام هفتگی، ماهانه و سالانه آن در اختیار موسسات و افراد وابسته قرار می¬گیرد (کاویانی و علیجانی 1380 ). آمار و داده¬های آب¬و¬هوایی به عنوان اصلی¬ترین منبع اطلاعاتی به حساب می¬آیند. در این گونه مطالعات که محاسبات به صورت شبکه¬ای صورت می¬پذیرد، هر چه تراکم ایستگاه بیشتر باشد، نتایج حاصل از آمار و اطلاعات دقیق¬تر خواهد بود. لذا محدوده کوچک¬تری را در برمی¬گیرد که این کار به دقت مطالعه می¬افزاید.
در پژوهش حاضر جهت بررسی روند نوسانات اقلیمی از حداقل دما و روزهای یخبندان، در ایستگاه هواشناسی خرم¬ آباد استفاده شده است.
جدول 4 – 1 – مشخصات ایستگاه سینوپتیک خرم آباد
ا ارتفاع(M) عرض جغرافيايی (N) طول جغرافيايی(E) شماره ايستگاه دوره آماری نام ايستگاه
0/1125 ’29 º 33 ’22 º 48 40782 2013-1984 خرم آباد

4 – 2 – متغیر¬های مورد نیاز:
در این مطالعه از عناصر اقلیمی موجود در هواشناسی دو متغیر اقلیمی را مورد ارزیابی قرار داده¬ایم.
4 – 2 – 1 – دمای حداقل روزانه ثبت شده در طول دوره آماری سی ساله
4 – 2 – 2 – روزهای یخبندان ثبت شده در طول دوره آماری سی ساله
4 – 3 – مواد و روش¬ها
4 – 3 – 1 – گردآوری داده¬های مورد استفاده
در این تحقیق از روش کتابخانه¬ای استفاده شده است. اطلاعات مورد نیاز درباره عناصر آب¬و¬هوایی با مراجعه به منابع گوناگون محلی و اینترنتی از جمله: سایت سازمان هواشناسی استان و ادارات و نهادهای مرتبط استخراج شده است. ابتدا داده¬های ساعتی ثبت شده درجه حرارت ایستگاه خرم¬آباد در هشت نوبت مختلف روزانه طبق ساعت گرینویچ گردآوری شده، و در طول 30 سال دمای حداقل آن به صورت جداگانه استخراج گردید. سپس داده¬ها را به بانک اطلاعاتی Excel وارد نموده و با استفاده از نرم¬افزار آماری Minitab به رسم نمودارهای آماری و محاسبه شاخص¬های مرکزی و تحلیل دیگر یافته¬های تحقیق پرداخته شده است.
4 – 4 – همگنی داده¬ها :

متن کامل در sabzfile.com

4 – 4 – 1 – روش آزمون همگنی برای سری¬های زمانی دما
روش SNHT یکی از متداول¬ترین روش¬ها برای بررسی همگنی داده¬های دما و بارش می¬باشد که توسط محققان زیادی در سراسر دنیا مورد استفاده قرار گرفته است. این روش توسط پژوهشگران مختلف ارائه داده شده و برای دقت بیشتر در تشخیص نوسانات جوی از ناهمگنی¬ها توسط عوامل غیر جوی، این آزمون با در نظر گرفتن سری¬های مرجع مورد استفاده قرار می¬گیرد. در این روش سری¬های زمانی مورد آزمون بر اساس پایداری تفاوت پارامتر d بین دما در ایستگاه مورد آزمون و سری مرجع پایه گذاری شده است. ناهمگنی در سری مورد آزمون توسط تغییرات در سری d آشکار می¬گردد. برای کاهش تاثیر مکانی روی مقادیر دما از رابطه ( t ˍˍ t ) استفاده گردیده که t متوسط مقادیر دما و r ضریب همبستگی بین ایستگاه آزمودنی و مرجع برای مثال ( t io ˍˍ to ) و ( t jr ˍˍ t j )، به ترتیب مقادیر دما در ایستگاه مورد آزمون و در هر ایستگاه مرجع می¬باشد. پارامتر d در هر گام زمانی i برای k ایستگاه مرجع بر اساس معادله زیر محاسبه می¬گردد. این آزمون از دو روش همگنی نرمال استاندارد مطلق و همگنی نرمال استاندارد نسبی انجام می¬گیرد که در اینجا با توجه به اینکه فقط سری زمانی یک ایستگاه مورد بررسی قرار می¬گیرد، از روش همگنی نرمال استاندارد مطلق استفاده شده است. در واقع این روش یک ضرورت برای پژوهش¬های اقلیمی است که
باید قبل از هر محاسباتی انجام شود، و پس از تایید همگنی داده¬ها توسط آزمون می¬توان بقیه روند مطالعات تحقیق
را ادامه داد ( نساجی زواره، 1392).

4 – 4 – 2 – روش همگنی نرمال استاندارد مطلق:
فرض صفر این آزمون، همگنی سری را همراه با توزیع نرمال با میانگین صفر و واریانس یک در مقابل ناهمگنی سری
و وجود حداقل یک نقطه مانند M که داده¬های قبل از آن با میانگین 1μ و داده¬های بعد از آن با میانگین 2μ باشند را ارائه می¬کند ( الکساندرسون 1986 ، رحیم زاده 1390 ). برای انجام این آزمون سری به صورت سری استاندارد شده i = 1 , 2 , …n و Zi در می¬آید. سپس دنباله TK از رابطه زیر محاسبه می شود.
T_k=K 〖Z ̅ 〗_(k + ( n-k ))^2 〖Z ̅ 〗_(n-k)^21 ) (

برای k = 1 , 2 ….n – 1 که در آن Z̅ k میانگین k داده اول و Z̅ n – k میانگین n – k داده باقی مانده است، رسم می شود. راهکارهای دیگری نیز برای بررسی بیش از چند نقطه ناهمگن برای این آزمون در نظر گرفته شده است. آماره این آزمون در حقیقت بیشینه T0 = Max Tk می¬باشد که به عنوان نقطه تغییر نیز شناخته می¬شود (الکساندرسون و موبرگ 1997 ).
رابطه بین آزمون T0 , Tn به صورت زیر تعریف می¬گردد:
T_(0 )= (n( T_(n ) )^2)/(n-2+( T_(n ) )^2 ) 2 ) (
جدولی به شرح زیر توسط ( الکساندرسون و موبرگ 1997 )، برای مقادیر بحرانی ارائه گردید. مقادیر بحرانی برای دوره¬های آماری طولانی مدت توسط خلیق و اواردا ( 2007 ) اصلاح شد. مقادیر بحرانی در سطح اطمینان 5% و 1% در جدول 4 – 2 آمده است.
جدول 4 – 2 – مقادیر بحرانی T k در سطح اطمینان 5% و 1% آماره SNHT
100 70 50 40 30 20 N
32/12 89/11 28/11 01/10 45/10 56/9 1%
15/9 8/8 45/8 1/8 65/7 95/6 5%

4 – 5 – آزمون ران تست
همگنی به معنی این است که داده¬ها مربوط به یک جامعه آماری تصادفی باشند. برای ملاحظه این که آیا داده¬ها و ارقامی که تحلیل می¬شوند همگن هستند یا خیر، روش¬های زیادی برای آزمون وجود دارد که می¬توان آن¬ها را در دو گروه دسته¬بندی کرد: یکی روش¬های نموداری و دیگری روش¬های غیر نموداری. روش¬های نموداری (گرافیکی) از این جهت که معیار کمّی برای حالت همگنی یا غیرهمگنی در آن¬ها وجود ندارد، روش¬های کاملی به شمار نمی¬روند. در این تحقیق برای آزمون همگنی داده¬ها، از آزمون همگنی حول میانگین یا ران تست استفاده شده است ( عیسی¬پور 1392 ) که اساس کار در این روش رده¬بندی داده¬ها بر مبنای سال وقوع، محاسبه میانگین داده¬ها و مشخص کردن داده¬های دو طرف میانگین به عنوان عدد وسط بود، و در واقع ایجاد یک فاصله اطمینان برای میانه و میانگین جامعه است.
4 – 6 – آزمون وجود روند
4 – 6 – 1– آزمون من – کندال:
وجود یا عدم وجود روند و تحلیل سری¬های زمانی ارائه شده در دو دسته روش¬های پارامتریک و ناپارامتریک تقسیم بندی می¬شوند. روش¬های پارامتریک عمدتا بر اساس رابطه رگرسیونی بین سری¬های با زمان استوار می¬باشند. روش های ناپارامتریک از کاربرد نسبتا وسیع¬تر و چشم¬گیرتری نسبت به روش¬های پارامتریک برخوردارند. برای سری¬هایی که توزیع آماری خاصی بر آن¬ها قابل برازش نیست و چولگی یا کشیدگی زیادی دارند، استفاده از روش¬های ناپارامتریک مناسب¬تر است. محاسبه آزمون روند من _ کندال (من ،1945وکندال ،1975) یکی از گسترده¬ترین روش-ها برای تعیین معنی¬داری روند می¬باشد. این آزمون در سال 1988 به وسیله سازمان جهانی هواشناسی پیشنهاد شد. این آزمون تابعی از رتبه مشاهدات تا مقادیر واقعی آن می¬باشد و تحت تاثیر توزیع واقعی داده¬ها قرار نمی¬گیرد و به مقادیر داده¬های پرت حساس نیست. اگر چه آزمون¬های روند پارامتریک قوی¬تر هستند، اما نیاز به داده¬های با توزیع نرمال دارند و حساس به مقادیر داده پرت می¬باشند. از نقاط قوت این روش می¬توان به مناسب¬تر بودن کاربرد آن برای سری¬های زمانی که از توزیع آماری خاصی پیروی نمی¬کنند، اشاره نمود. اثر پذیری ناچیز این روش از مقادیر حدی که در برخی از سری¬های زمانی مشاهده می¬گردند، نیز از مزایای استفاده از این روش است. فرض صفر این آزمون بر تصادفی بودن و عدم وجود روند در سری داده¬ها دلالت دارد، و پذیرش فرض یک دال بر وجود روند در سری داده¬ها می¬باشد. این آزمون به دو روش محاسبه می¬شود:
4 – 6 – 2 – آزمون آماره (T ) من _ کندال
این آزمون به زبان ریاضی چنین بیان می¬شود (کاویانی و عساکره 1382).
τ_2= (Σ_(i=1)^(n-1) Ʃ_(j=i+1)^n sgn ( a_(i- a_j ) ))/(1/2 )
= p/√(1/( n) [ n ( n-1 )( 2n+5 )- Σb_1 ( b_1-1 )( 2b_1+5 ) ) ( 3 )
در فرمول بالا:
b_1 = تعداد داده¬های همسان
n = طول دوره¬های آماری
Sgn = نشانه همه مقادیر محتمل داده¬ها ( aj ،ai ) است که در آن تفاضل ij ( یعنی رتبه i ام و j ام ) است که در این صورت:

( 4 ) Sng( ai – aj ) = [■(+1&a_ia_j@0&a_i=a_j@-1&a_iمراحل اجرای این آزمون به شرح زیر بیان می¬شود:
1 – داده¬ها رتبه بندی شده و به ترتیب وقوع آن¬ها در ستون مقابل¬شان نوشته می¬شود.
2 – آماره¬ی p از طریق محاسبه¬ی تعداد مقادیر پایین¬تر و بالاتر از هر جمله در سری به¬دست می¬آید ( عساکره 1390 – 170 ).
4 – 6 – 3 – آزمون روند نموداری من _ کندال
از آزمون نموداری من _ کندال جهت بررسی معنی¬داری روند و آشکارسازی جهش در سری¬های زمانی استفاده می شود. در این روش دو عامل U و Ú بر اساس i به صورت نموداری رسم می¬شود، در حالت معناداری روند، دو نمودار در نقطه شروع پدیده در خارج از محدوده ± 1 / 96 یکدیگر را قطع کرده و در خلاف جهت یکدیگر حرکت خواهند کرد، به این نقطه برخورد جهش گفته می¬شود. در حالی که اگر روند وجود نداشته باشد دو دنباله U و Úتقریبا به صورت موازی حرکت خواهند کرد، و یا با چند بار برخورد به طوری که به تعبیر جهت منجر نشود عمل خواهند کرد. نمودار U نسبت به سال ( محور Y )رسم شده و برای اینکه معنی¬داری روند و نقطه جهش آن به دست آید، دنباله ی Ú تعریف می¬شود. مراحل به دست آوردن Ú همانند U است. با این تفاوت که سال¬ها به ترتیب نزولی قرار می گیرند، و مراحل محاسبه U برای Ú نیز تکرار می¬شود. در مواقعی که – 1/96 < U < + 1/96 باشد، سری تصادفی است و روند خاصی نمی¬توان برای آن تصور کرد. در حالی که U > + 1/96 نشان دهنده¬ی روند مثبت و U – 1/96 نشان دهنده¬ی روند منفی می¬باشد. به این نقطه برخورد جهش گفته می¬شود. برای انجام این آزمون ابتدا سري¬هاي آماري رتبه بندي می-شوند و براي میزان تغییر یا روند از رابطه زیر استفاده می¬شود، و براي برآورد آن از آماره T استفاده می¬شود ( همتی1390 ).
مرحله اجرای این آزمون به قرار زیر بوده است:
– داده¬های دما به ترتیب وقوع ردیف شده و ترتیب زمانی داده¬ها n در نظر گرفته شد.
– داده¬ها رتبه بندی شدند که برای این منظور از آماره T استفاده گردید.
– امید ریاضی Ei، واریانس Vi و شاخص من _ کندال Ui بر اساس روابط زیر محاسبه شد.
( 5 ) T= (4 P )/(n ( n-1 ) )
V_i= (ni ( ni-1 )( 2ni+5 ))/72 ( 6 ) U_i= (( Ʃ ti-Ei ))/√Vi ( 7 ) در این سایت مطالب به صورت text only نمایش داده می شود و عکس ها و نمودار ها و.. درج نمی شود. برای دانلود فایل اصلی به سایت sabzfile.com مراجعه نمایید
در روابط بالا ni تعداد داده¬ها است. برای شناسایی روندهای جزیی و کوتاه مدت نقاط جهش و نقاط شروع روند سری زمانی بر حسب مقادیرU و U1استفاده شد. به منظور ترسیم نمودار سری زمانی مقادیر متوالی آماره¬های Uو U1 با استفاده از آزمون من _ کندال (معادله 6 و 3 ) محاسبه شد. برای بررسی تغییرات باید شاخص U1 نیز محاسبه می شد. مراحل محاسبه U1 به شرح زیر بوده است :
– داده¬ها رتبه بندی شدند که برای این منظور از آماره T استفاده گردید.