توسعه مدل شبیه‌سازی توالی بارش روزانه با استفاده از زنجیره مارکف و حفظ همبستگی مکانی (مطالعه موردی: استان خوزستان)

Abstract

یکی از راه‌حل‌های عملی در بخش کشاورزی پیش­ بینی بارندگی و پراکندگی زمانی آن است. مدیریت مناسب استفاده از آب باران و پیش ­بینی وقوع و یا عدم وقوع بارش در دوره ­های روزانه نقش بارزی در برنامه­ ریزی­ های کشاورزی و مدیریت منابع آب دارد. در این مطالعه به­ منظور مدل­ سازی بارش 24 ساعته و توالی­ های مربوطه، از داده ­های بارش روزانه چهار ایستگاه سینوپتیک استان خوزستان که دارای اقلیم‌های خشک معتدل، نیمه‌خشک معتدل و دوره آماری 30 ساله بودند، استفاده گردید. شبیه ­سازی فقط برای ماه­ هایی صورت گرفت که در آن­ها بارش ثبت‌شده، وجود داشت. بدین منظور از مدل زنجیره مارکف مرتبه ­های اول، دوم و سوم دو حالته برای محاسبات وقوع بارش استفاده گردید. برای تعیین مناسب ­ترین مرتبه مدل زنجیره مارکف از آزمون AIC استفاده شد. هم‌چنین با توجه به اهمیت حفظ همبستگی مکانی بین ایستگاه ­های مورد بررسی، از روش ویلکس در شبیه­ سازی وقوع بارش استفاه گردید. عملکرد روش ویلکس در شبیه­ سازی وقوع بارش روزانه توسط مدل زنجیره مارکف مرتبه اول و همبستگی مکانی بین ایستگا‌ه‌های مورد بررسی با استفاده از شاخص آماری ضریب تعیین (R2) مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج بررسی معیار AIC نشان می­د هد که مدل زنجیره مارکف مرتبه اول برای برآورد وقوع بارش روزانه مناسب­ ترین مدل می ­باشد. بر اساس این معیار، به ­طور متوسط برتری مدل زنجیره مارکف مرتبه اول از مرتبه دوم و سوم به­ترتیب 61 و 74 درصد برای تمام ایستگاه ­های مطالعاتی بوده است. هم‌چنین براساس معیار R2 ،مشخص شد که روش ویلکس قادر است با دقت قابل قبولی، وقوع بارش را به ­صورت منطقه‌ای شبیه‌سازی نماید .

Keywords

• روش ویلکس
• بارش منطقه‌ای
• اقلیم خشک معتدل
• اقلیم نیمه‌خشک معتدل