بررسی روابط بین خشکسالی هواشناسی و متغیرهای خورشیدی در برخی از ایستگاه های همدیدی ایران

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

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

2 استادیار گروه مدیریت مناطق خشک و بیابانی، دانشکده منابع طبیعی و کویر شناسی، دانشگاه یزد

3 دانشیار ، گروه مدیریت مناطق خشک و بیابانی، دانشکده منابع طبیعی و کویر شناسی، دانشگاه یزد

چکیده

خشکسالی پدیده­ای طبیعی است که می­تواند خسارات قابل توجهی به بشر و سازه­های طبیعی وارد آورد. رخداد این پدیده را با اطمینان کامل نمی­توان پیش­بینی نمود. هدف اصلی پژوهش حاضر بررسی امکان ارائه و توسعه مفهوم جدیدی از خشکسالی اقلیمی و ارزیابی ویژگی­های همه جانبه آن بر اساس متغیر­های سه گانه هیدرومتئورولوژیکی و هواشناختی مرتبط با پدیده خشکسالی، چون بارش، تشعشع خورشیدی و تداوم ساعات آفتابی در مقیاس ماهانه و حتی کمتر از آن در برخی از ایستگاه­های ایران که تابش خورشیدی و هم تعداد ساعات آفتابی در آنها اندازه گیری و ثبت شده، می باشد. این پژوهش با استفاده از داده­های هواشناختی 20 ایستگاه سینوپتیک ایران که در آن تابش خورشیدی ثبت ­گردیده، در دوره آماری 2010-1970 انجام شد. ابتدا با استفاده از نرم افزار Minitab 17 ایستگاه­های مورد مطالعه براساس شاخص خشکسالی بارش استاندارد در مقیاس ماهانه (SMP)، تابش خورشیدی (SSI) و تعداد ساعات آفتابی (SSD) خوشه بندی و از هر خوشه یک ایستگاه همدیدی به عنوان نمونه انتخاب شد و جهت بررسی رابطه­ی بین خشکسالی و متغیرهای خورشیدی، نقشه منحنی­های هم ارزش بارش استاندارد شده ترسیم و سپس متغیر های معادله آنگستروم چون تابش خورشیدی و ساعات آفتابی به عنوان متغیرهای مرجع رسم گردید. نتایج نشان داد که ایستگاههای مورد مطالعه را می توان براساس شاخص خشکسالی بارش استاندارد شده و متغیرهای خورشیدی به هشت خوشه­ی متفاوت تقسیم بندی نمود. ضریب تعیین معادله­ی آنگستروم در ایستگاه های بجنورد، رامسر و شیراز به ترتیب 038/0، 067/0، و 36/0 محاسبه برای بقیه ایستگاه ها 62/0-96/0 بدست آمد. بطور میانگین در دوره آماری، دوره خشکسالی در اکثر ایستگاه های فوق از اواخر ماه می (اردیبهشت) شروع شده و شامل ماههای ژون، ژولای، سپتامبر و اکتبر است و بعضاً تا اواخر نوامبر ادامه یافته و در همین دوره بیشترین مقادیر ساعات آفتابی و تابش خورشیدی نیز ثبت شده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The relationship between drought and solar variables in some synoptic stations of Iran

نویسندگان [English]

  • Hassan Fathizad 1
  • M. Hossein Mobin 2
چکیده [English]

Drought is natural phenomenon’s which can damage were and has a significant loss to human and natural structures. The occurrence of this phenomenon cannot be predicted with complete certainty. The main objective of this study is clustering of drought tradition stations and assessment Climate drought based on the triangular relationship between drought and Hydrometeorology and meteorology variables Such as rainfall, solar radiation and sunshine hours. In this study, using data from meteorological synoptic stations in Iran where twenty solar radiations were recorded, was conducted in the period 1970-2010.The stations studied using Minitab17 software based on the standardized precipitation index solar radiation and sunshine duration, Clustering, Standardized monthly precipitation and from each cluster a station were selected and to examine the relationship between drought and solar variables, and to examine the relationship between drought and solar variables the standardized precipitation same value curves map was drawn and then Angstrom equation variables such as solar radiation and sunshine duration as reference variables was drawn. The results showed solar variables divided into eight different Clusters in all studied stations coefficient of Angstrom equation 0.62-0.96 determinate except Bojnoord, Ramsar and Shiraz are 0.038, 0.067 and 0.36, respectively. The statistical mean period shows most station that started in March and continues in June, July, September, and October and continues in the late of November. In this period, the most sunshine hours and sun radiation are recorded.

کلیدواژه‌ها [English]

  • triangular relationship
  • standardized precipitation
  • Angstrom
  • sunshine hours
  • sun radiation

داوودی، محمود، محمدی، حسینمراد، بای، ناصر، (1389)، تجزیه و تحلیل و پیش بینی برخی عناصر اقلیمی مشهد، مجله علمی و فنی نیوار، 34 (71-70)، صص.46-35.

کمالی، غلامعلی، مرادی، اسحاق، (1384)، تابش خورشیدی- اصول و کاربردها در کشاورزی و انرژی­های نو، چاپ اول، موسسه چاپ و انتشارات دانشگاه فردوسی، ۲۹۹ ص‌.

تبوزاده، شهین، زارعی، حیدر، بذرافشان، ام البنین، (1393)، تحلیل شدت، مدت، فراوانی و گستره خشکسالی هواشناسی در حوضه آبریز بختگان، علوم و مهندسی آبیاری، 38 (4)، صص. 123-110.

حسنی­پاک، علی اصغر، (1386)، زمین آمار، دانشگاه تهران، 380 صفحه.

علوی­پناه، سیدکاظم، متین­فر، حمیدرضا، رفیعی امام، عمار، (1388)، کاربرد فناوری اطلاعات در علوم زمین (خاک شناسی رقومی)، انتشارات دانشگاه تهران، 457 صفحه.

فاتحی مرج، احمد، حیدریان، احمد، (1392)، بررسی خشکسالی هواشناسی، کشاورزی، هیدرولوژیکی با استفاده از GIS در استان خوزستان، نشریه علمی-پژوهشی علوم و مهندسی آبخیزداری ایران، 7 (23)، صص. 32-19.

کلانتری، حمیده، (1391)، بررسی روابط شاخص خشکی دومارتن و تبخیر و تعرق گیاه مرجع در مناطق خشک و بیابانی ایران، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشکده منابع طبیعی و کویرشناسی، دانشگاه یزد.

منتصری، مجید، امیرعطایی، بابک، (1394)، پیش­بینی استوکستیکی احتمالات وقوع خشکسالی (مطالعه موردی: شمال غرب ایران)، نشریه مهندسی عمران و محیط زیست، 45 (1)، صص. 66-51.

Allen, R.G., (1998), “Evaluation of Procedures for Estimating Mean Monthly Sola”.

Altunkaynak A, Ozger M, Sen Z., (2003), “Triple diagram model of level fluctuations in Lake Van, Turkey”, Hydrology and Earth System Sciences, 7 (2): 235–244.

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, S. edited, Asiatic Society of Bangladesh

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

Duffie, J.A. and Beckman, W.A., (1991), “Solar engineering of thermal processing”, 2nd ed. Madison: John Wiley & Sons, Inc.

Isaaks EH, Srivastava RM., (1989), “An Introduction to Applied Geostatistics”. Oxford: Oxford University Press: 561 pp.

Kitanidis PK., (1997), “A variance-ratio test for supporting a variable mean in Kriging”. Mathematical Geology, 29 (3): 335–348.

Lu, G.Y. and Wong D.W., (2008), “An Adaptive Inverse-Distance Weighting spatial Interpolation Technique”. Comp. Geosci, 34: 1044-1055.

McKee T.B, Doeskin N.J, and Kleist, J., (1993), “The relationship of drought frequency and duration to time scales, 8th Conference on Applied Climatology, Anaheim, CA”. American Meteorological Society, Boston, MA, 179-184.

Sen, Z, O Ztopal A, Sahin AD., (2001), “Application of genetic algorithm for determination of Angstrom equation coefficients”, Energy Conversion & Management, 42: 217–231.

Sen, Z., (2008), “Solar Energy Fundamentals and Modeling Techniques”, Istanbul Technical University.

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.

Sirdas, S., Sahin, A. D., (2008), “Relationship between drought and solar irradiation variables”. Hydrol Process, 22: 1460–1472.

Wilhite, D., A. and M., H., Glantz, (1985), “Understanding the Drought Phenomenon, The Role of Definition”, Water International, 10: 111-20.

Wu, H., Hayes, MJ, Weiss, A, and 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 LA., (1968), “Fuzzy algorithms”, Information and Control, 12: 94–102.