نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی و مدیریت آب ، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

2 گروه مهندسی و مدیریت آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

10.52547/envs.2021.223678.1105

چکیده

سابقه و هدف: آب و هوای یک منطقه در یک دوره بلندمدت را اقلیم گویند. شناسایی و طبقه‌بندی اقلیمی از دیرباز مورد توجه متخصصان آب و هواشناسی بوده است. محققان با به کارگیری روش‌های مختلف و با استفاده از متغیرهای اقلیمی هم‌چون بارش و دما، زمین را به مناطق اقلیمی همگن طبقه‌بندی کرده‌اند و نتایج پهنه‌بندی اقلیمی را در ارزیابی کمبود آب و منابع آب در مقیاس های کوچک و بزرگ به منظور پیش‌بینی اقدامات عملی برای کنترل خشکی در مناطق آسیب‌پذیر به‌کار برده‌اند. هدف از این تحقیق به‌‌روزرسانی و تحلیل فضایی - زمانی طبقه بندی اقلیمی ایران بر اساس شاخص دومارتن و استفاده از آزمون من-کندال است.
مواد و روش: برای انجام این مطالعه، داده‌های مربوط به متغیرهای دما و بارش بصورت ماهیانه از 153 ایستگاه سینوپتیک در دوره زمانی 1398-1374 از سازمان هواشناسی کشور استخراج گردید. ابتدا داده‌های میانگین دمای سالیانه و مجموع بارش سالیانه از داده‌های ماهیانه تهیه شد و سپس با استفاده از مدل کریجینگ نقشه‌های هم‌دما و هم‌بارش بدست آمد. نقشه نهایی پهنه‌بندی اقلیمی با استفاده از شاخص دومارتن که پایه آن بر اساس بارش و دما است تهیه گردید. هم‌چنین برای بررسی معنی‌داری یا عدم معنی‌داری شاخص اقلیمی دومارتن و تعیین روند، از آزمون ناپارامتریک من-کندال استفاده شده است.
نتایج و بحث: نتایج نشان داد که بر اساس مدل کریجینگ، میزان R2 و RMSE برای داده‌های بارش به ترتیب برابر با 0/58 و 167/51 میلی‌متر و برای داده‌ها دما 0/83 و 2/32 درجه سلسیوس به دست آمد که بیانگر عملکرد بهتر مدل برای داده‌های دما می‌باشد. علت این امر با واریانس بالای داده‌های بارش در کشور مرتبط است. پهنه‌بندی اقلیمی ایران بر اساس شاخص دومارتن نشان داد که شش تیپ اصلی اقلیمی این شاخص در ایران وجود دارد. بیش‌تر مساحت ایران را اقلیم خشک و پس از آن اقلیم نیمه‌خشک تشکیل می‌دهد. بررسی نتایج حاصل از تحقیق نشان داد اقلیم خشک 76/40% ، اقلیم نیمه‌خشک 19/65% و سایر اقلیم‌ها کم‌تر از 4% مساحت ایران را تشکیل می دهند. هم‌چنین مساحت اقلیم‌های خشک و نیمه‌خشک با مساحتی بالغ بر 96/05% از سطح ایران، نسبت به تحقیقات گذشته افزایش یافته است که می‌تواند به دلیل کاهش بارش‌ و افزایش دما باشد. نتایج آزمون من-کندال نشان داد که ایستگاه‌های خرمدره، میانه، رامسر، بروجرد، پیرانشهر، تبریز و بیجار دارای روند صعودی (روند مرطوب‌تر شدن) و ایستگاه‌های دزفول، ملایر، سبزوار، بندر انزلی، تهران (مهرآباد)، تهران (شمیران)، قزوین و دوشان تپه درای روند نزولی (روند خشک‌تر شدن) معنی‌دار در سطح 5% هستند.
نتیجه‌گیری: نتایج این پژوهش نشان می‌دهد، ایران دارای شش ناحیه اقلیمی شامل؛ اقلیم خشک، نیمه‌خشک، مدیترانه‌ای، نیمه-مرط، مرطوب و بسیار مرطوب است. هم‌چنین مقایسه نتایج بدست آمده با نتایج تحقیقاتی که سایر محققین در گذشته انجام داده‌اند
نشان داد که مساحت اقلیم‌های خشک و نیمه‌خشک در دوره مورد مطالعه نسبت به دوره‌های گذشته افزایش داشته است. هم‌چنین 14% از ایستگاه‌های با روند نزولی (8 ایستگاه) دارای روند نزولی معنی‌دار و 7% از ایستگاه‌های با روند صعودی (7 ایستگاه) دارای روند صعودی معنی‌دار در سطح 95% هستند.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Spatial-temporal analysis of Iran's climatic classification based on Domarten method and Mann-Kendall test in the statistical period of 1995-2019

نویسندگان [English]

  • Amin Fathi Taperasht 1
  • Hossein Shafizadeh-Moghadam 1
  • Mahdi Kouchakzadeh 2

1 Department of Water Engineering and Management, Faculty of Agriculture, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran

2 Department of Water Engineering and Management, Faculty of Agriculture, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran

چکیده [English]

Background and purpose: The climate of an area over a long period is called the climate. Climate identification and classification have long been of interest to meteorologists. Researchers have classified the earth into homogeneous climatic zones using different methods and climatic variables such as rainfall and temperature. They have used the results of climate zoning to assess water scarcity and water resources on a small and large scale to anticipate practical measures to control drought in vulnerable areas. The purpose of this study is to update and analyze the Spatio-temporal analysis of Iran's climatic classification based on the Domarten index and the Mann-Kendall test. Because in studies based on climate classification maps, up-to-date maps can better help understand the study area.
Materials and Methods: For this study, data related to temperature and precipitation variables were extracted monthly from 153 synoptic stations from 1995-2019 from the Meteorological Organization of Iran. First, the data of average annual temperature and total annual precipitation were obtained from monthly data and then, using isothermal and isothermal maps, were obtained using the kriging model. The final climate zoning map was prepared using the De-Martonne index based on rainfall and temperature. The non-parametric Mann-Kendall test was also used to evaluate the significance or non-significance of the De-Martonne climate index and determine the trend.
Results and Discussion: The results showed that based on the Kriging model, R2 and RMSE for precipitation data were 0.58 and 167.51 mm, respectively, and for the data were 0.83 and 2.23 ° C, respectively. This indicates better performance of the model for temperature data. This is related to the high variance of precipitation data in the country. Iran's climatic zoning based on the De-Martonne index showed six main climatic types in Iran. Most of the area of Iran is an arid climate and then a semi-arid climate. The study results showed that arid climate is 76.40%, the semi-arid climate is 19.65%, and other climates make up less than 4% of the area of Iran. Also, the area of arid and semi-arid climates with an area of 96.05% of the area of Iran has increased compared to previous research, which may be due to reduced rainfall and increased temperature. Also, the results of the Mann-Kendall test showed that Khorramdareh, Miyaneh, Ramsar, Boroujerd, Piranshahr, Tabriz, and Bijar stations have a significant upward trend (wetting trend), and Dezful, Malayer, Sabzevar, Bandar Anzali, Tehran (Mehrabad), Tehran (Shemiran), Qazvin and Dushan Tappeh stations have a significant downward trend (drying trend) at the level of 5%.
Conclusion: This study showed that Iran has six climatic regions, including; The climate is arid, semi-arid, Mediterranean, semi-humid, humid, and very humid. Also, comparing the results with the results of research done by other researchers in the past showed that the area of arid and semi-arid climates in the study period has increased compared to previous periods. Also, 14% of stations with a downtrend (8 stations) have a significant downtrend, and 7% of stations with an uptrend (7 stations) have a significant uptrend at 95%.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Climate Classification
  • De-Martonne
  • Mann-Kendall
  • Precipitation
  • Temperature