تعیین تغییرات توزیع بارش سالانه در برخی از ایستگاه های نیمه شمالی ایران

سابقه و هدف: در کنار محدودیت های اولیه آزمون های متداول بررسی روند بارش(رگرسیون خطی معمولی، من-کندال، سن و...)، این روش ها فقط به برآورد میانگین یا میانه شرطی می پردازند و کوانتایل های مختلف را در نظر نمی گیرند. بررسی روند تغییرات تابع توزیع احتمال تجربی (EPDF) و تابع توزیع تجمعی تجربی (ECDF) می تواند منجر به دستیابی به اطلاعات کامل تری در مقایسه با روش های متداول شود. در این مطالعه هدف کاربرد رگرسیون کوانتایل در برآورد تغییرات EPDF و ECDF بارش سالانه در پنج ایستگاه در شمال کشور و تحلیل ان ها می باشد. مواد و روش ها: با استفاده از رگرسیون کوانتایل خطوط رگرسیون برای کوانتایلها (95/0-05/0 با گام 01/0) برآورد گردید. بر اساس شیب خطوط رگرسیون کوانتایل و نیز معنی داری آماری آن ها در سطح 05/0 نمودار شیب-کوانتایل رسم و بررسی شد. با در نظر گرفتن کوانتایل های منتخب 9/0، 7/0، 5/0، 3/0 و 1/0 نمودار روند بارش سالانه در سری های مختلف ارایه شد و نتایج تحلیل گردید. با کاربرد مفهوم رگرسیون کوانتایل نمودارهای EPDF و ECDF سال اول و سال آخر دوره آماری ثبت شده در هر سری برآورد شده و نمودار آن تعیین گردید و مقایسه بین آن ها گرفت. یافته ها: با در نظر گرفتن سطح 05/0 معنی داری آماری، تعداد خطوط با شیب های مثبت در همه سری های از تعداد خطوط با شیب های منفی به مراتب بیشتر بوده است. بررسی نمودار خطوط رگرسیون کوانتایل نشان می دهد برای سری داده های مشهد خطوط روند برای کوانتایل های بالایی کاهشی و برای کوانتایل های پایینی افزایشی است در حالیکه برای سایر سری ها خطوط بالایی روند افزایشی و خطوط پایینی روند کاهشی را نشان می دهند. همچنین در سری داده های گرگان، بندر انزلی، تبریز و ارومیه بزرگی شیب خطوط روند در کوانتایل های پایینی از بزرگی شیب خطوط روند در کوانتایل های بالایی بیشتر است اما برای سری مشهد این الگو به شکل معکوس برقرار است. بررسی مقایسه ای نمودارهای ECDF در ابتدا و انتهای دوره بیانگر آنست که سری داده های تبریز، گرگان و ارومیه و تا حدی بندر انزلی ECDF ها دارای تفاوت مشهود در کران پایینی سطوح احتمال مورد بررسی هستند اما برای سری داده های مشهد این تفاوت محدود می باشد. بررسی الگوی تغییراتEPDF نشان می دهد برای هر پنج سری پارامتر مکان نسبتا ثابت است اما تغییرات پارامتر مقیاس موجب تیزتر شدنEPDF انتهای دوره سری داده مشهد و مسطح تر شدن سری های داده های گرگان، بندر انزلی، تبریز و ارومیه شده است. بعلاوه برای سری داده های مشهد و بندر انزلی بیش ترین تغییرات در انتهایEPDF و برای سری داده های گرگان، تبریز و ارومیه تغییرات در ابتدایEPDF مشاهده می شود. نتیجه گیری: کاربرد رگرسیون کوانتایل می تواند بدون تاثیر از محدودیت های روش های متداول تحلیل روند منجر به دسترسی به طیف وسیع تری از نتایج کاربردی شود. بین علامت شیب خطوط رگرسیون در کوانتایل های بالایی و پایینی در هر پنج سری تفاوت کاملا مشخصی وجود دارد که نشان می دهد روش های متداول نمی توانند ابزاری مناسب برای بررسی روند رویدادهای حدی باشد. نتایج این تحقیق نشان می دهد که رگرسیون کوانتایل یک ابزار مفید جهت تحلیل تغییرات EPDF و ECDF داده ها در طول سری زمانی است و این تحلیل نتایج کاملا مفیدتری در مقایسه با روش های متداول بررسی روند ارایه می دهد.

Keywords:

رگرسیون کوانتایل , تغییرات , بارش سالانه , تابع توزیع احتمال تجربی , تابع توزیع تجمعی تجربی