تعیین الگوی زمانی مکانی بارش استان گلستان با استفاده از تحلیل خوشه ای

نوع مقاله: مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار و عضو هیأت‌علمی دانشگاه پیام نور

2 کارشناسی‌ارشد رشته اقلیم شناسی دانشگاه پیام نور

3 دانشجوی دکتری اقلیم شناسی دانشگاه اصفهان

چکیده

تعیین مناطق بارشی بر اساس تشابه مقادیر بارش ایستگاه‌ها می‌تواند برای اعمال مدیریت بهینه‌ی منابع آب استفاده شود. با توجه به متوسط 487 میلی‌متری بارش استان گلستان، شناسایی نواحی بارشی این استان به‌عنوان یکی از نواحی مستعد تولید کشاورزی کشور اهمیت ویژه‌ای دارد. از این‌رو بر اساس داده‌های بارش 52 ایستگاه سینوپتیک، اقلیم‌شناسی، باران‌سنجی و تبخیرسنجی استان در یک دوره‌ی زمانی 37 ساله، نواحی بارشی این استان با استفاده از روش تحلیل خوشه‌ای گروه‌بندی شد. سپس اعتبار گروه‌بندی‌ها با استفاده از روش تحلیل واریانس یک طرفه آزمون شد. نتایج حاصل از تحلیل آنالیز واریانس یک طرفه بر گروه‌بندی‌های حاصل از تحلیل خوشه‌ای نشان داد که تقسیم استان در همه‌ی فصول به سه ناحیه‌ی بارشی: حداکثر در ناحیه‌ی کوهستانی، متوسط در ناحیه‌ی کوهپایه‌ای و حداقل در ناحیه‌ی پست در سطح اطمینان 95 درصد تأیید شد. نتایج این بررسی نشان داد که روش خوشه‌بندی وارد بهترین روش برای تعیین گروه‌ها و روش مربع فاصله اقلیدسی به بهترین شکل تمایز بین گروهی را نشان می‌دهد. سپس بر اساس گروه‌بندی به ‌دست آمده، پهنه‌های بارشی استان در محیط Arc_GIS و بروش کرجینگ مشخص شد. نتایج این بررسی نشان داد بیش‌ترین مقدار وزنی بارش در فصول بهار، تابستان و زمستان در ناحیه کوهپایه‌ای ریزش دارد و فقط در فصل پاییز، وزن بارش نوع کوهستانی بیش‌تر است. باوجود آن‌که 17 درصد مساحت استان در فصل زمستان، بارش نوع کوهستانی دارد لیکن به دلیل بالا بودن میانگین بارش در این ناحیه، 7/47 درصد نیاز آبی استان را تأمین می‌کند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Selecting Place and Time Patterns in Golestan Province Rainfall by Clustering Analysis

نویسندگان [English]

  • A.A. Arvin 1
  • A.M Mofidi Khaje 2
  • F. Mazini 3
چکیده [English]

Recognition of precipitation areas can define the potential of regional development in Golestan Province.  For this aim, we used the precipitation data of 52 stations including synoptic, climatology, rain gauge and transpiration stations. The missing values were reconstructed by interpolation methods. The precipitation local variation was surveyed by isorain maps and variation coefficient. Province stations were grouped using cluster analysis and the significance of this groping was tested by One-Way ANOVA. Then the province was divided by Arc_GIS based on the obtained grouping. The results showed that the most rainy and driest season belonged to winter and summer, respectively. The results of cluster analysis on rainfall also showed that the Golestan province could be divided in to three precipitation regions: maximum in the mountainous region, average in the mountainside region and minimum in the plain region as adapted with Golestan topography map. The significance of this classification was certified by One-Way ANOVA with the confidence level of 95%. Spatial distribution of rainfall in Golestan Province showed that the highest rainfall in the area was devoted to the Foothills area in three seasons of spring, autumn and winter. Most precipitation in the plain region was in the summer, indicating that Golestan, summer rainfall had local sources. In three rainy seasons of winter, autumn and spring, the highest amount of rainfall was in the mountainous region. This stressed that the nature of the rainfall in the north of the country has not changed in Golestan Province. The highest rainfall in winter (47.7 mm) was related to Foothills Precipitation type that included 17 percent of the province's total area.

کلیدواژه‌ها [English]

  • : Golestan province
  • Cluster analysis
  • One-way ANOVA
  • Precipitation
1-اشرفی، سعیده. 1389. پهنه‌بندی بارش شمال غرب ایران با استفاده از روش­های تحلیل خوشه‌ای و تحلیل ممیزی، نشریه پژوهش­های اقلیم‌شناسی، سال اول، شماره سوم و چهارم.

2-رمضانی گورابی، بهمن و صدیقه فرهی. 1389. پهنه‌بندی تغییرات بارندگی در حوضه­ی تالاب انزلی، فصل‌نامه علمی تخصصی اکوسیستم‌های طبیعی ایران، سال اول، شماره اول.

3-صداقت، مهدی. 1389. توزیع زمانی- مکانی بارش در استان ایلام، مجله رشد آموزش جغرافیا، دوره 24، شماره 3، بهار 1389.

4-صمدی زهرا و حسین محمدی. 1389. پهنه‌بندی بارش پاییز­ه نیمه غربی ایران: کاربرد توابع متعامد تجربی در مطالعات اقلیم‌شناسی، تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی، جلد 16، شماره 19.

5-علیجانی، بهلول. 1383. آب و هوای ایران. انتشارات پیام نور.

6-علیزاده، امین و همکاران. 1379. هوا و اقلیم­شناسی. چاپ سوم، مشهد، انتشارات دانشگاه فردوسی مشهد.

7-کاویانی، محمدرضا. 1372. تحلیلی آماری از رژیم بارندگی ایران، رشد آموزش جغرافیا، شماره 12.

8-کساییان، نوید. 1385. تحلیل اقلیمی- آماری خشک‌سالی­های استان گیلان طی دوره آماری (1973-2002)، پایان‌نامه کارشناسی‌ارشد، عساکره، حسین، دانشگاه زنجان، دانشکده علوم انسانی.

9-کمالی، غلامعلی. 1375. تغییرات شدید بارندگی در نقاط مختلف کشور در ده سال اخیر، اولین کنفرانس منطقه‌ای تغییر اقلیم ایران، تهران.

10-عساکره، حسین. 1387. کاربرد روش کریجینگ در میان­یابی بارش، نشریه جغرافیا و توسعه، شماره 12، پائیز و زمستان، صفحات 25 تا 42.

11-لشکری، حسن؛ منیره اصغرپور و علی اکبر متکان. 1387. تحلیل سینوپتیکی عوامل ایجاد بارش­های سیل­زا در استان گلستان، فصل­نامه مدرس علوم انسانی، دوره 12، شماره 2، تابستان 1387.

12-ناظم­السادات، سید محمدجعفر و احمدرضا قاسمی. 1383. تأثیر نوسان­های دمای آب دریای خرز بر بارش فصول زمستان و بهار نواحی شمالی و جنوب غربی ایران، علوم آب‌وخاک، ش 8، صص 15-1.

13-مسعودیان، سیدابوالفضل؛ محمد دارند و سکینه کارساز. 1390. پهنه‌بندی بارش غرب و شمال غرب ایران به روش تحلیل خوشه‌ای، فصل‌نامه جغرافیای طبیعی، سال چهارم، شماره 11.

14.GOULA, B.T.A. SROHOUROU, B. and BRIDA, A.B. 2010. Zoning of rainfall in Côte d’Ivoire, International Journal of Engineering Science and Technology, Vol. 2(11), 6004-6015.

15.Pramudia,  Aris, Koesmaryono,  Yonny, Las, Irsal, June, Tania, I Wayan Astika, and Runtunuwu, Dan Eleonora. 2008. Rainfall Zoning and Rainfall Prediction Model for Food Availability and Vulnerability at Center of Paddy Area), Forum Pascasarjana Vol. 3, No. 2, 131-142.

16.Fotiadi, A.K., Metaxas D.A., and Barizokas A. 1990. A Statistical Study of Percipitation in Northwest Greece, Int. J. Climatol, No.19.

17.Lana,X., Serra, C., and Burgueno, A. 1995. Daily Precipitation Maxima in Catalonia (North-east Spain): Expected Values and their spatial Distribution, Int. J. Climatol, 15:341-354.

18.Mayes, J. 1996. Spatial and Temporal Fluctuations of Monthly Rainfall in the British Isles and Variations in the Mid-Latitude Westerly Circulation, INT. J. Climatol, No.16.

19.Steban-parta M.J.E. 1996. Spatial and Temporal Patterns of Percipitation in Spain for the Period 1889-1992, INT. J. Climatol, No. 18, x.

20.Suppian, R. 1996. Spatial and Temporal Variations in the relationships Between the Southern Oscillation Phenomenon and the Rainfall of Srilanka, Int. J. Climatol, No.16.