بکارگیری تبدیل موجک گسسته برای تحلیل روند و شناسایی الگوهای نوسانی دما (مطالعه موردی: ایستگاه سینوپتیک مشهد)

آب و خاک

مقاله 11، دوره 29، شماره 1، فروردین 1394، صفحه 239-249   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jsw.v0i0.28602

نویسندگان

علیرضا عراقی^{* 1}؛ محمد موسوی بایگی¹؛ سیدمجید هاشمی نیا²

¹دانشگاه فردوسی مشهد

²فردوسی

چکیده

مطالعه و بررسی روند تغییرات بلند مدت پارامترهای هواشناسی، یکی از روش‌های متداول در مطالعات جوی به ویژه مبحث تغییر اقلیم است. در میان پارامترهای هواشناسی، دما همواره به عنوان یکی از مهم‌ترین عناصر جوی مطرح است و مطالعه آن در جهت درک بهتر پدیده تغییر اقلیم، مفید و موثر بوده است. علاوه بر شناسایی روند تغییرات، استخراج الگوهای نوسانی موجود در رخداد پدیده‌ها و پارامترهای جوی، می‌تواند روشی مطمئن و کاربردی برای کشف ارتباطات پیچیده چرخه جو-اقیانوس و پیامدهای کوتاه مدت و بلند مدت آن باشد. در این مقاله، با استفاده از تبدیل موجک گسسته و انجام آزمون من-کندال، داده‌های دمای متوسط در ایستگاه سینوپتیک مشهد در دوره 55 ساله (1956 تا 2010) مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می‌دهد که روند تغییرات دما در همه مقیاس‌های زمانی مطالعه شده (ماهانه، فصلی، سالانه و فصول به صورت مجزا) مثبت و معنی‌دار است. فرکانس‌های غالب در مقیاس‌های ماهانه، فصلی و سالانه، تائید کننده رفتار نوسانی یکدیگرند، اما در خصوص فصول به نظر می‌رسد که الگوی نوسانی فصل‌های دارای محدوده دمایی مشابه، شباهت بیش‌تری به یکدیگر دارند. از طرفی دیگر، با توجه به شباهت بیش‌تر میان نتایج آزمون
من-کندال در فصول گرم و داده‌های با پایه زمانی ماهانه، فصلی و سالانه، به نظر می‌رسد دوره گرم سال تاثیر بیش‌تری بر روند مثبت و معنی‌دار دما در منطقه مطالعاتی دارد.

کلیدواژه‌ها

الگوی نوسانی؛ آزمون من-کندال؛ تبدیل موجک گسسته؛ روند

مراجع

1- Ahrens C.D. 2011. Meteorology Today. Cengage Learning, USA.

2- Alizadeh A. 2010. Climate and Agricultural Meteorology. Imam Reza University Publication, Mashhad. (in Persian)

3- Alizadeh A., Kamali Gh., Mousavi F., and Mousavi Baygi M. 2008. Weather and Climate. Ferdowsi University of Mashhad Publication, Mashhad. (in Persian)

4- Dinar A., and Mendelsohn R. 2011. Handbook on Climate Change and Agriculture. Edward Elgar Publication, UK.

5- Dinpashoh Y., Jhajharia D., Fakheri-Fard A., Singh V.P, and Kahya E. 2011. Trends in reference crop evapotranspiration over Iran. Journal of Hydrology, 399: 422-433.

6- Dinpashoh Y., Mirabbasi R., Jhajharia D., Zare Abianeh H., and Mostafaeipour A. 2014. Effect of short-term and long-term persistence on identification of temporal trends. Journal of Hydrologic Engineering, 19: 617-625.

7- El Kenawy A., Moreno J.I.L. and Serrano S.M.V. 2011. Trend and variability of surface air temperature in northeastern Spain (1920–2006). Atmospheric Research, 106: 159-180.

8- Esmaeilpour S. and Dinpashoh Y. 2012. Long term trend analysis of potential evapotranspiration in south basin of Aras river. Geography and Environmental Planning, (48)3:193-210. (in Persian)

9- Hamed K. and Rao A. 1998. A modified Mann-Kendall trend test for autocorrelated data. Journal of Hydrology 204: 182-196.

10- Hasheminia S.M. 2006. Water Management in Agriculture. Ferdowsi University of Mashhad Publication, Mashhad. (in Persian)

11- Hirsch R. and Slack J. 1984. A nonparametric trend test for seasonal data with serial dependence. Water Resources Research, 20 (6): 727-732.

12- Kavyani M. and Alijani B. 2011. The Foundations of Climatology. Samt Publication, Tehran. (in Persian)

13- Martinez C.J., Maleski J.J. and Miller M.F. 2012. Trends in precipitation and temperature in Florida, USA. Journal of Hydrology, 452-453: 259-281.

14- Mirabbasi Najafabadi R., and Dinpashoh Y. 2010. Trend Analysis of Streamflow Across the North West of Iran in Recent Three Decades. Journal of Water and Soil, (24)4:757-768. (in Persian with English abstract)

15- Misiti M., Misiti Y., Oppenheim G. and Poggi J. M. 2013. Matlab Wavelet Toolbox User’s Guide. MathWorks, USA.

16- Mullon L., Chang N., Yang Y. and Weiss J. 2013. Integrated remote sensing and wavelet analyses for screening short-term teleconnection patterns in northeast America. Journal of Hydrology, 499: 247-264.

17- Nalley D., Adamowski J., Khalil B. and Ozga-Zielinski B. 2013. Trend detection in surface air temperature in Ontario and Quebec, Canada during 1967–2006 using the discrete wavelet transform. Atmospheric Research, 132-133, 375-398.

18- Niroumand H. 2007. Applied Nonparametric Statistical Methods. Ferdowsi University of Mashhad Publication, Mashhad. (in Persian)

19- Olkkonen H. 2011. Discrete Wavelet Transforms - Biomedical Applications. InTech, Croatia.

20- Özger M., Mishra A.K. and Singh V.P. 2010. Scaling characteristics of precipitation data in conjunction with wavelet analysis. Journal of Hydrology, 395: 279-288.

21- Partal T. and Kahya E. 2005. Trend analysis in Turkish precipitation data. Hydrological Processes, 20: 2011-2026.

22- Percival D. and Walden A. 2000. Wavelet Methods for Time Series Analysis. Cambridge University Press, New York.

23- Rahimzadeh F. 2011. Statistical Methods in Meteorology and Climatology Researches. Seyed Bagher Hosseini Publication, Tehran. (in Persian)

24- Richardson K., Steffen W. and Liverman D. 2011. Climate Change: Global Risks, Challenges and Decisions. Cambridge University Press. New York.

25- Ruch D. K. and Van Fleet P.J. 2009. Wavelet Theory: an Elementary Approach with Applications. Wiley Publications, New Jersey.

26- Saboohi R., Soltani S. and Khodagholi M. 2012. Trend analysis of temperature parameters in Iran. Theoretical and Applied Climatology, 109: 529-547.

27- Sabziparvar A., Seyf Z., and Ghiami F. 2013. Trend analysis of temperature in some stations in arid and semi-arid regions of Iran. Geography and Development, 30: 117-138. (in Persian)

28- Smith R. T. and Minton R. B. 2012. Calculus. McGraw-Hill, New York.

29- Sonali P. and Kumar D. N. 2013. Review of trend detection methods and their application to detect temperature changes in India. Journal of Hydrology, 476: 212-227.

30- Tabari, H. and Hosseinzadeh Talaee P. 2011. Analysis of trends in temperature data in arid and semi-arid regions of Iran. Global and Planetary Change, 79, 1-10.

31- Taghavi F., Neyestani A., Mohammadi H., and Jalilian Rostami Sh. 2011. Application of wavelet analysis to investigate precipitation variability at western regions of Iran. Journal of Iran Geophysics, (5)4:13-30. (in Persian with English abstract)

32- Toufani P., Mosaedi A., and Fakheri Fard A. 2011. Prediction of Precipitation Applying Wavelet Network Model (Case study: Zarringol station, Golestan province, Iran). Journal of Water and Soil, (25)5:1217-1226. (in Persian with English abstract)

33- Watts R. G. 2013. Engineering Response to Climate Change. CRC Press, USA.

34- Wilks D. S. 2011. Statistical methods in the atmospheric sciences. Academic Press, USA.