تحلیل اثر طول دوره آماری بر احتمال وقوع خشکسالی با استفاده از رویکرد توابع مفصل (مطالعه موردی: ایستگاه سینوپتیک اراک)

در سال­های اخیر با توسعه روش­های آماری و کاربرد ریاضیات پیشرفته ساختار وابستگی موجود در پدیده­های حدی نظیر خشکسالی مورد توجه قرار گرفته است. در مطالعه حاضر تحلیل چندمتغیره خشکسالی­های ایستگاه سینوپتیک اراک با استفاده از شاخص SPEI و توابع مفصل و اثر طول دوره آماری بر احتمال وقوع خشکسالی بررسی گردید. بدین منظور داده­های بارش و دمای مشاهداتی و شبکه­ای پایگاه اقلیمی جهانی (CRU) برای ایستگاه منتخب جمع­آوری و دو دوره آماری ۱۰۰ و ۳۷ ساله برای این تحقیق انتخاب شده است. سپس خصوصیات مدت و شدت خشکسالی در مقیاس­های زمانی مختلف (۱، ۳، ۶، ۹ و ۱۲ماهه) استخراج و ساختار وابستگی موجود در بین مشخصه­ها با استفاده از ضرایب همبستگی اسپیرمن و تاو کندال بررسی و مشخص گردید که بجز در مقیاس یک ماهه، در سایر مقیاس­های زمانی همبستگی معناداری بین مشخصه­ها وجود دارد. پس از تعیین بهترین توزیع حاشیه­ای، پنج تابع مفصل برای ایجاد توزیع دو متغیره شدت و مدت خشکسالی برازش داده شد. نتایج نشان داد که در ایستگاه اراک برای هر دو دوره آماری ۱۰۰ و ۳۷ ساله به­ترتیب مفصل کلایتون و گامبل- هوگارد به دلیل دارا بودن بیشترین مقدار NS و کمترین مقدار NRMSE بهترین عملکرد را داشته و برای ایجاد توزیع­های دومتغیره شدت و مدت خشکسالی انتخاب شدند. همچنین نتایج حاکی از آن بود که دوره آماری ۳۷ ساله برای برررسی خشکسالی­ها با شرط "یا" مناسب بوده اما در حالت "و" و تشدید خشکسالی­ها، دوره بازگشت توام نزدیک به ۴۵ سال می­رسد. بنابراین پیشنهاد می­شود که از دوره آماری ۱۰۰ ساله برای تحلیل خشکسالی­های منطقه مورد مطالعه استفاده شود.

Keywords:

پایگاه اقلیمی جهانی , توزیع حاشیه ای , ساختار وابستگی , مشخصه های خشکسالی