واکاوی روند نمایه‌های فرین بارش در حوضه کارون با بهره گیری از داده های شبکه ای APHRODITE

نوع مقاله: مقاله علمی -پژوهشی

نویسنده

دانشیار، گروه جغرافیا، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران

چکیده

توجه به تغییرات اقلیمی در دهه­های اخیر به سبب پیامدهای اقتصادی، اجتماعی و زیان­های مالی مرتبط با رخدادهای فرین جوی افزایش یافته است. در این ارتباط، واکاوی مقادیر حدی بارش و رویدادهای مرتبط با آن از اهمیت خاصی در مدیریت بخش­های مختلف نظیر کشاورزی، منابع آب، شهرسازی و حمل و نقل برخودار است. در این پژوهش به منظور واکاوی روند نمایه­های فرین بارش در حوضه آبریز کارون از داده­های پایگاه شبکه­ای بارش افرودایت طی دوره زمانی 2007-1951 در تفکیک مکانی 25/0 × 25/0 درجه­ی قوسی بهره گرفته شد. نخست، آرایه داده­های اولیه در ابعاد 21000×20819 برای کل منطقه­ی خاورمیانه در نرم­افزار مت­لب تولید شد. سپس آرایه­ای در ابعاد 100×20819 از آرایه اولیه استخراج گردید که حوضه کارون را در بر می­گرفت. سطرهای این آرایه نماینده­ی روزها و ستون­های آن نماینده­ی یاخته­های مکانی بود. در ادامه، نمایه­های بیشینه بارش یک روزه (RX1)، نمایه ساده شدت بارش (SDII)، تعداد روزهای با بارش مساوی و یا بیشتر از 10، 20 و 25 میلی­متر (R25, R20, R10)، تعداد روزهای متوالی خشک (CDD)، تعداد روزهای متوالی مرطوب (CWD)، مجموع سالانه بارش روزهای خیلی مرطوب (R95p) و مجموع سالانه روزهای با بارش بسیار مرطوب (R99p) از لیست نمایه­های استاندارد توصیه شده توسط کمیته­ی اقلیم­شناسی سازمان هواشناسی جهانی و برنامه­ی تحقیقاتی تغییرپذیری و پیش­بینی اقلیم انتخاب شد و برای شناسایی و تحلیل روند از روش ناپارامتری من- کندال استفاده گردید. یافته­ها نشان داد که در پهنه­های شرقی، شمالی و مرکزی حوضه کارون، روند، غالباً مثبت و بر روی بخش اندکی از آن در غرب و جنوب منفی است. نمایه­ها غالباً در غرب حوضه فاقد روند هستند. نه تنها بسامد رویداد بارش­های فرین در مناطق شرقی، شمالی و مرکزی حوضه رو به فزونی است؛ بلکه شدت و مقادیر بارش حاصل از آنها نیز افزایش یافته است. به عبارت دیگر، هم زمان رخداد بارش در این پهنه­ها در ده­های اخیر متمرکز شده و هم بخش قابل توجهی از بارش سالانه در طی چند روز از سال به صورت بارش­های سنگین و ابرسنگین اتفاق می­افتد. بیشترین گستره­ی روند افزایشی مربوط به نمایه­هایِ، نمایه­ی ساده­ی شدت بارش روزانه (SDII)، روزهای بسیار مرطوب (R99p)، روزهای همراه با بارش ابرسنگین (R25) و روزهای همراه با بارش بسیار سنگین (R20) می­باشد. کمترین تغییرات روند افزایشی نیز مربوط به نمایه­ی روزهای متوالی خشک (CDD) است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Trend analysis of extreme precipitation indices over Karoon basin using APHRODITE girdded data

نویسنده [English]

  • Amir Hussein Halabian
Associate professor, Dept. of Geography, Payame Noor University, Tehran, Iran
چکیده [English]

Abstract
Interest in climate changes has significantly increased in recent decades due to the important economic and social consequences connected with extreme atmospheric occurrences. Hence, analysis of extreme precipitations and related extreme occurrences is of great importance in management of variety of sectors including agriculture, water resources, urbanization and transportation. In the recent research, Aphrodite gridded precipitation data set for the time period from 1951 to 2007 were applied in spatial resolution of 0.25 longitudes by latitude to explore possible trends in extreme precipitation over Karoon basin. The initial matrix of the data in the dimension of 20819*21000 was constructed for whole of the Middle East region in Matlab software. Then the second matrix in the dimension of 20819*100 was extracted from the first matrix that covered the studied region. The rows of this matrix represent the days and the columns show pixels. The selected indices used in this paper including Maximum 1-day precipitation (Rx1), Simple precipitation intensity index(SDII), Number of days with precipitation equal to or greater than 10, 20, and 25 mm(R10mm, R20mm and R25mm), Maximum number of consecutive dry and wet days (CDD and CWD) and Total precipitation when daily amounts are greater than 95th and 99th percentile of wet days(R95p and R99p) have been chosen from the indices recommended by Expert Team on Climate Change Detection and then the trend was evaluated using Mann-Kendall nonparametric test. The results illustrate that extreme precipitation trend is positive in the eastern, northern and central regions; while over a small part of the west and south, it was found to be negative. Indices did not follow any specific trend in the west part of Karoon. Not only has frequency of extreme precipitation increased, but also the intensity has been risen during the study period. In other words, the precipitation was concentrated in some days of the year and the high value of precipitation occurred during days with extreme and super-extreme precipitation. The greatest trend was seen in the indices of the simple daily intensity index (SDII), very wet days (0.99p), days with super heavy precipitation (R25) and days with very heavy precipitation (R20. The least upward trend was associated with the consecutive dry days index (CDD).

کلیدواژه‌ها [English]

  • Keywords: Precipitation
  • Extreme indices
  • Trend
  • Karoon

دارند، محمد (1393)، واکاوی تغییرات مقادیر حدی بارش و دما در ارومیه به عنوان نشانه‌هایی از تغییر اقلیم، نشریه پژوهش­های حفاظت آب و خاک، شماره 2، صص 29-1.

رحیم زاده، فاطمه؛ عسگری، احمد؛ فتاحی، ابراهیم؛ محمدیان، نوشین، تقی پور، افسانه؛ (1389)، روند نمایه­های حدی اقلیمی دما در ایران طی دوره­ی 2003-1951، مجله­ی تحقیقات جغرافیایی، شماره­ی 2، صص،144-119

عساکره، حسین (1387)، کاربرد روش کریجینگ در میان‌یابی بارش مطالعة موردی: میان‌یابی بارش 26/12/1376 در ایران‏زمین، مجلة جغرافیا و توسعه، شماره 12، صص 42-25.

عسگری، احمد، رحیم­زاده، فاطمه، محمدیان، نوشین، فتاحی، ابراهیم (1386)، تحلیل روند نمایه­های حدی بارش در ایران، تحقیقات منابع آب ایران، شماره­ی 3، صص 55-42

کیخسروی کیانی، محمدصادق (1391)، بررسی تطبیقی داده‌های شبکه‌ای بارش اسفزاری و GPCC و GPCP، پایان نامه کارشناسی ارشد رشته اقلیم­شناسی، دانشکده علوم جغرافیایی و برنامه­ریزی، دانشگاه اصفهان.

محمدی، حسین، تقوی، فرحناز (1384)، روند شاخص­های حدی دما و بارش در تهران، پژوهش­های جغرافیایی، شماره 53، صص 172-151.

تقوی، فرحناز، محمدی، حسین (1386): بررسی دوره­ی بازگشت رویدادهای اقلیمی حدی به منظور شناخت پیامدهای زیست محیطی، مجله­ی محیط­شناسی، شماره­ی 43، صص 20-11

مسترشد، مهدی، (1392)، شناسایی ویژگی­های بارشی و دمایی در سرزمین افغانستان، پایان نامه کارشناسی ارشد رشته اقلیم­شناسی، دانشکده علوم جغرافیایی و برنامه­ریزی، دانشگاه اصفهان.

مسعودیان، ابوالفضل، دارند، محمد (1392)، شناسایی و بررسی بارش­های فرین ایران طی دهه­های اخیر، مجله­ی جغرافیا و توسعه­ی ناحیه­ای، شماره­ی 20، صص 257-239

یونسی، مرضیه (1392)، شناسایی ویژگی­های بارشی و دمایی در سرزمین جمهوری آذربایجان، پایان نامه کارشناسی ارشد رشته اقلیم­شناسی، دانشکده علوم جغرافیایی و برنامه­ریزی، دانشگاه اصفهان.

Alexander LV, Zhang X, Peterson TC, Caesar J, Gleason B, Klein TankAMG, Haylock M, Collins D, Trewin B, Rahimzadeh F, Tagipour A, RupaKumar K, Revadekar J, Griffiths G, Vincent L, Stephenson DB, Burn J,Aguilar E, Brunet M, Taylor M, New M, Zhai P, Rusticucci M, Vazquez-Aguirre JL. (2006). “Global observed changes in daily climate extremes oftemperature and precipitation”. Journal of Geophysical Research, 111.1–22.

Bartholy J and Pongracz R, (2006). “Regional analysis of extreme temperature and precipitation indices for the Carpathian Basin from 1946 to 2001”. Global and planetary change, 110. 35-48.

Bruce, J. P., 1994: Natural disaster reduction and global change. Bull. Amer. Meteor. Soc., 75, 1831–1835.

Choi, G., Collins D, Ren G, Trewin B, Baldi M, Fukuda Y, Afzaal M,Pianmana T, Gomboluudev P, Huong P.T.T, Lias N, Kwon E.T, Boo K.O,Cha Y.M, and Zhou Y(2009).”Changes in means and extreme events oftemperature and precipitation in the Asia-Pacific Network region.1955–2007”.International journal of climatology, 29.1906-1925.

Coasta A.C, Santos J.A and Pinto J.G, (2012).“ Climate change scenarios forprecipitation extremes in Portugal”. Theoretical and applied climatology, 108, 217-234

Hidalgo, G. J. C., De Luı´s, M., Ravento´s, J., Sa´nchez, J. R., (2003), Daily rainfall trend in the Valencia Region of Spain, Theor. Appl. Climatol. 75, 117–130

Hundexha Y and Bardossy A, (2005).”Trend in daily precipitation andtemperature extremes across western germany in the second half of the 20thcentury”. International journal of climatology, 25,1189-1202.

IPCC. (1995). Climate change 1995 - the science of climate change;Cambridge University Press, Cambridge

 

IPCC. (2007). Climate Change 2007 – The Physical Science Basis.Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of theIPCC; Cambridge University Press: Cambridge.

Kunkel, K. E, (2003), North American Trends in Extreme Precipitation, Natural Hazards 29, 91–305.

Obasi, G. O. P., 1994: WMO’s role in the international decade for natural disaster reduction. Bull. Amer. Meteor. Soc., 75,1655–1661.

Pal I and Al-Tabbaa A, (2009).” Trends in seasonal precipitation extremes –An indicator of ‘climate change’ in Kerala, India”. Journal of Hydrology, 367,:62–69.

Santos, M.Fragoso, M (2013), Precipitation variability in Northern Portugal: Data homogeneityassessment and trends in extreme precipitation indices, Atmospheric Research 131, 34–45

Vivekanandan, N. (2007), Analysis of Trend in Rainfall Using Non Parametric Statistical Methods, international symposium on rainfall rate and radio wave propagation, American institute of physics. 101-113.

Wang, B. Zhang, M. Wei, J. Wang, S (2013), Changes in extreme precipitation over Northeast China, 1960-2011, Quaternary International 298,177-186

Wang Y, Zhou L (2005), Observed trends in extreme precipitation events in China during 1961–2001 and the associated changes in large-scale circulation, Geophysical Research Letters 32

Zhang X, Hegerl G, Zwiers F and Kenyon J. (2005).”Avoidinginhomogeneity in percentile-based indices of temperature extremes”.Journalof Climate, 18,1641-1651.