آیا سری زمانی جریان رودخانه آشوبناک است؟(مطالعه موردی: رودخانه کشکان)

در حالت کلی، سیستم ها تحت دو عنوان تصادفی و تعین پذیر طبقه بندی می شوند. ویژگی اساسی که باعث این دسته بندی میشود، چگونگی تعیین رفتار سیستم ها در آینده است. سیستم های تعین پذیر معمولاً با قوانین و معادلات حاکم بر آنها، عملکردی قابل پیش بینی دارند. در این بین، نظریه آشوب نوع دیگری از سیستمها را معرفی می کند که در بین این دو دسته جای می گیرند. سیستم های آشوبناک از یک طرف با ظاهری شبیه سیستم های تصادفی، رفتاری پیچیده و بی قاعده از خود نشان می دهند و از طرف دیگر، یک تعین پذیری پنهان و ساده برای عملکرد خود دارند. این ویژگی سبب می شود که برای استفاده از مدل های مبتنی بر نظریه آشوب برای یک سیستم طبیعی که رفتاری تصادف گونه دارد، شناسایی رفتار آشوبناک در آن و تمایز آن از رفتار تصادفی از موارد ضروری تلقی شود. حساسیت به شرایط اولیه در سیستم های آشوبناک که منجر به رفتار بی قاعده سیستم می شود و جاذب با بعد فراکتالی در فضای فاز سیستم که تعین پذیری پنهان سیستم است، دو ویژگی مشخص برای شناسایی یک سیستم آشوبناک هستند. در این تحقیق ابتدا به کمک روشهای میانگین اطلاعات متقابل و نزدیک ترین همسایگان نادرست، فضای فاز برای سری زمانی رودخانه کشکان بازسازی شده و سپس بعد فراکتالی جاذب سیستم با کمک روش بعد همبستگی تخمین زده شد. روش های توان لیاپانوف و بی نظمی کلموگروف نیز روش هایی هستند که به منظور سنجش میزان حساسیت به شرایط اولیه در این سری زمانی استفاده شده اند. نتایج این پژوهش، شامل فراکتالی بودن جاذب در فضای فاز و حساسیت به شرایط اولیه، آشوبناک بودن سیستم حاکم بر دبی رودخانه کشکان را نشان می دهد و به این ترتیب، از مدل های پیش بینی مبتنی بر نظریه آشوب برای این رودخانه می توان در آینده بهره برد.

Keywords:

نظریه آشوب , بازسازی فضای فاز , بعد فراکتالی , توان لیاپانوف , رودخانه کشکان