اقلیم و بوم سازگان مناطق خشک و نیمه خشک

اقلیم و بوم سازگان مناطق خشک و نیمه خشک

.بررسی استفاده از مدل مارکوف در بررسی تغییرات طول دوره های خشک در استان سمنان,

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده
استاد یار دانشکده کویر شناسی دانشگاه سمنان
چکیده
سابقه و هدف: مشخصات اقلیمی (میانگین آب و هوا) استان سمنان به علت همجواری با کویر مرکزی ایران و دامنه جنوبی البرز دارای تنوع آب و هوایی زیادی بوده بطوری که با کاهش ارتفاع از شمال به سمت جنوب دما افزایش و مقدار بارندگی کاهش می یابد. آگاهی از توزیع احتمال وقوع بارندگی‏ ، زمینة مناسبی را برای برنامه ‏ریزی منابع آب و خاک و همچنین کنترل سیلاب و مدیریت فرسایش فراهم می‌آورد

مواد و روشها:. صلاحیت الگوی زنجیره مارکوف برای برآورد تغییرات روزهای خشک و پهنه بندی احتمالاتی ( دسته‌بندی اراضی بر اساس کاربری) در بسیاری از استان ها نظیر استان کهگیلویه و بویراحمد مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفته است در این مقاله نیز برای بررسی الگوی رفتاری طول دوره های خشک از داده های بارش روزانه برای کلیه ایستگاه سینوپتیک استان سمنان و تعدادی از ایستگاه های منتخب اقلیم شناسی و باران سنجی(1985 تا 2017) با استفاده از مدل الگوریتم توزیع تجربی زنجیره مارکوف انجام گرفته است.

یافته‌ها: نتایج نشان داد که بیشترین فراوانی دوره های خشک بلند مدت (30 روز و بیشتر)، در استان سمنان مربوط به ایستگاه حسینیان در جنوب شهرستان دامغان بوده است. و البته کمترین فراوانی نیز مربوط به ایستگاه های در مرز استان سمنان با استان مازندران و گلستان همچون ایستگاه رضوان و مجن در شمال غربی استان بوده است. برای ارزیابی چگونگی دوره های خشک، تداوم ، توالی و بازگشت و احتمال تکرار آنها از توزیع احتمالاتی مارکوف استفاده شد. نتایج حاصله نشان دهنده آن است که روش مارکوف، روشی نیرومند و توانمند در بررسی و پیش بینی زمان های خشک بوده و نتایج بسیار نزدیکی به زمان رخداد ارائه نموده است

نتیجه‌گیری: . با استناد به اینکه در دهه های اخیر اقلیم استان سمنان به تبع اقلیم ایران به سمت افزایش دما و کاهش بارش و افزایش خشکی گزارش شده است با این وصف متغیرها و نتایج مورد بررسی حاکی از این است که کاهش میزان بارش و افزایش تعداد روز های خشک در اغلب نواحی استان سمنان کاملا مشهود است و دمای هوای کمینه و بیشینه روزانه نیز در سمت شمال شرق این استان، افزایش قابل توجهی بر قرار خواهد داشت.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Study of the use of Markov model in studying changes in the length of dry periods in Semnan province

نویسنده English

hamid kheyrodin
ASSISTANT PROFESSOR- SEMNAN UNIVERSITY-IRAN
چکیده English

Background and Objectives: Climatic characteristics (average weather) of Semnan province due to its proximity to the central desert of Iran and southern slopes of Alborz have great variety, so that with decreasing altitude from north to south, the temperature increases and the amount of precipitation decreases. Knowledge of the distribution of the probability of precipitation provides a suitable basis for planning water and soil resources, as well as flood control and erosion management.

Materials and Methods: Competence of Markov chain model for estimating changes in dry days and probabilistic zoning (classification of land based on land use) has been studied and evaluated in many provinces of Iran. In this article, the behavioral pattern of the length of dry periods was investigated using daily precipitation data (1985-2017) for all synoptic stations in the Semnan province and a number of selected climatological and rain gauge stations using the Markov chain empirical distribution model.
Results: Results showed that the highest frequency of long-term dry periods (30 days and more) in Semnan province was related to the Hosseinian station in the south of Damghan city. The lowest frequency was related to the stations on the border of Semnan province with Mazandaran and Golestan provinces, such as Rezvan and Mojen stations in the northeast of the province. Markov probability distribution was used to evaluate the continuity, sequence, and recurrence of dry periods and the probability of their recurrence. The results indicate that Markov method is a powerful and capable method in investigating and predicting dry times and has provided results very close to the time of occurrence.
Conclusion: Based on the fact that in recent decades, the climate of Semnan province, following the climate of Iran, has been reported to be increasing in temperature, decreasing in precipitation, and increasing in drought. However, the variables and results indicate that the decrease in precipitation and increase in the number of dry days are quite evident in most areas of Semnan province, and minimum and maximum daily air temperatures will also increase significantly in the northeast of this province.

کلیدواژه‌ها English

Climatology
Markov model
zoning maps
Semnan province
synoptic station
1. Alijanei, B., & Raeispoor, K. (2011). Statistical, Synoptical analysis of sand storms in SE Iran (Study case: Sistan region). Arid Regions Geographic Studies, 2(5), 107-130. [In Persian]
2. Alley, W. M. (1985). The Palmer drought severity index as a measure of hydrologic drought. Journal of the American Water Resources Association, 21(1), 105-114.
3. Asakereh, H., Masoudian, S. A., & Tarkarani, F. (2019). Revealing the long-term trend of annual rainfall in Iran in relation to the change in the frequency of daily rainfall events. Geography and Environmental Hazards, 36, 121-141. [In Persian]
4. Bhalme, H. N., & Mooley, D. A. (1980). Large-scale droughts/floods and monsoon circulation. Monthly Weather Review, 108(8), 11197-1211.
5. Cancelliere, A., & Salas, J. D. (2010). Drought length probabilities for periodic-stochastic hydrologic data. Water Resources Research, 40(5), W02503.
6. Dahale, S. D., Panchawagh, N., Singh, S. V., & Ranatunge, E. R. (1994). Persistence in rainfall occurrence over Tropical South-East Asia and equatorial Pacific. Theoretical and Applied Climatology, 49(1), 2739.
7. Douguedroit, A. (1987). The variations of dry spells in Marseilles from 1865 to 1984. Journal of Climatology, 7, 541-551.
8. Eslahi, M., Sobhani, B., & Pourasghar, F. (2014). Studying and applying the standardized precipitation evapotranspiration index (Case study: Tabriz meteorological station). Journal of Climate Change, 19(5), 23-38. [In Persian]
9. Grace, R. A., & Eagleson, P. S. (1966). The synthesis of short-time-increment precipitation sequences. Hydrodynamics Laboratory, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, USA (No. 91), Report 13.
10. Hejazizadeh, Z., Hosseini, S. M., & Karbalaee Dorei, A. (2014). The simulation of climate change in Semnan province with the scenario of general atmospheric circulation model. Geography and Environmental Hazards, 3(4), 1-24. [In Persian]
11. Jalali, M., Kargar, H., & Sultani, S. (2011). Investigating the probability of rainy days in Urmia using the Markov chain model. Geographical Space Journal, 11(35), 257-235. [In Persian]
12. Mahmoudi, P., Parveen, N., & Rezaei, J. (2013). Zoning of Iran based on the length of dry periods. Journal of Geographical Studies of Dry Areas, 13, 85-106. [In Persian]
13. McKee, T. B., Doesken, N. J., & Kleist, J. (1993). The relationship of drought frequency and duration time scales. In Proceedings of the Eighth Conference on Applied Climatology, Anaheim, CA, 17-22 January, American Meteorological Society, USA.
14. McNeeley, S. M., Beeton, T. A., & Ojima, D. S. (2016). Drought risk and adaptation in the interior United States: Understanding the importance of local context for resource management in times of drought. Weather Climate and Society, 8, 147-161.
15. Mirzaei Hassanlu, A., Abghari, H., & Erfanian, M. (2020). Evaluation of SPEI drought index and trend analysis using nonparametric methods in the selected stations of Urmia lake basin. Journal of Watershed Management Research, 11(22), 175-187. [In Persian]
16. Torabinezhad, N., Zarrin, A., & Dadashi-Roudbari, A. A. (2023). Analysis of different types of droughts and their characteristics in Iran using the Standardized Precipitation Evapotranspiration Index (SPEI). Journal of Water and Soil, 37(3), 473-486. [In Persian]

  • تاریخ دریافت 29 مرداد 1404
  • تاریخ بازنگری 08 دی 1404
  • تاریخ پذیرش 10 دی 1404