بررسی احتمال تواتر و تداوم روزهای بارانی در شهر تبریز با استفاده از مدل زنجیره مارکوف

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسنده

استادیار/ گروه جغرافیا دانشگاه زنجان

چکیده

در این پژوهش تواتر وتداوم روزهای بارانی شهرتبریز براساس قوانین احتمالی، به صورت فرایندهایی تصادفی و با استفاده از تکنیک زنجیره‌های مارکوف در معرض تحلیل قرار گرفت. برای دستیابی  به این مقصود از آمار بارش روزانه مربوط به 55 سال (2005-1951) ایستگاه تبریز بهره گرفته شد. آمار مزبور براساس ماتریس شمارش تغییر حالت روزهای بارانی و فاقد بارش مرتب شده، سپس ماتریس احتمال تغییر وضعیت براساس روش درستنمایی بیشینه محاسبه گردید. با توان‌های مکرر این ماتریس، احتمال پایا و دوره بازگشت روزانه هریک از دو حالت بارش - خشکی برآورد شد. دوره‌های بازگشت بارش حدود 5 روز و دوره بازگشت خشکی حدود 1 روز برآورد گردید. درواقع احتمال وقوع بارش در هر روز 2206/0 و احتمال عدم وقوع آن 7794/0 بدست آمد. سپس دوره بازگشت تداوم روزهای بارانی 1 تا 5 روزه برای دوازده ماه سال محاسبه گردید. بیشترین احتمال وقوع روزهای بارانی طی بهار ( بویژه ماه مه) بوده است. برای مثال دوره بازگشت دو روز بارانی متوالی درماه مه حدود 5/2 روز است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Analysis of the Frequency and the Spell of Rainy Days Using Markove Chain Model for City of Tabriz, Iran

نویسنده [English]

  • H Asakereh
Assistant Professor, Department of Geography, Zandjan University, Zandjan, Iran
چکیده [English]

In this paper the frequency and the spell of rainy days is analyzed for the city of Tabriz in northwestern Iran. This is done based on probability rule, stochastic process, and Markov Chain technique. The 55 year rain data (1951-2005) for Tabriz synoptic station is used. The frequency matrix is formed and the probability matrix of rainy – dry days is created accordingly based on maximum likelihood method. Recurrence interval is estimated based on persistence probability calculated based on succeed power on probability matrix. Rainy and dry days have 5- and 1-year return period (e.g. probability of 0.2206 and 0.7794), respectively. Finally the 1-5 day rain spell have calculated. The most probabable spell length occurred in spring (mainly in May). For example, a 2-day rain in May would occure with a return period of 2.5 days.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Rainy day
  • Markov chain
  • Occurance Probability
  • Maximum Likelihood
  • Tabriz City

حجازی‌زاده، ز. و شیرخانی، ع. (1384)، " تحلیل و پیش بینی آماری خشکسالی و دوره‌های خشک کوتاه مدت در استان خراسان" مجله پژوهش‌های‌جغرافیایی. شماره 52 سال‌ سی‌وهفتم.

جعفری بهی، خ. (1378)، "تحلیل آماری دوره‌های تر و خشک بارندگی درچند نمونه اقلیمی ایران با استفاده از زنجیره مارکف" پایان نامه جهت دریافت درجه کارشناسی ارشد هواشناسی کشاورزی. دانشگاه تهران. دانشکده کشاورزی.

 چینلار، ا. (1380)، "آشنایی با فرایندهای تصادفی" ترجمه غلامحسین شاهکار و ابوالقاسم بزرگ نیا. تهران: موسسه انتشارات علمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر.

زارعی، ح. و شاهکار، غ. (1380)، "بررسی احتمال تواتر روزهای بارانی و خشک مناطق خرمدره- ارداک و زشک". سومین سمینار احتمال و فرایندهای تصادفی . دانشگاه اصفهان 7 و8 شهریور ماه 1380

 سازمان هواشناسی کل کشور، آمار بارش روزانه شهر تبریز طی 1951-2005

علیجانی، ب. (1374)، "آب وهوای ایران" تهران: انتشارات پیام‌نور.

علیزاده، ا. (1385)، "اصول هیدرولوژی کاربردی". مشهد: انتشارات دانشگاه امام رضا.

غیور، ح. و مسعودیان، ا. (1376)، “بزرگی، گستره و فراوانی خشکسالی‌ها در ایران“. فصلنامه تحقیقات جغرافیایی شماره 45.

مشکانی، م. (1363)، "بررسی احتمال تواتر روزهای خشک بابلسر از دیدگاه بیز تجربی" مجله علوم آب شماره 3.

هیگنز، ج. ج. و مک نالتی، سالی کلر (1379)، "مفاهیم احتمال و مدل‌بندی تصادفی". ترجمه علی مشکانی. مشهد: انتشارات دانشگاه فردوسی.

 Akan, A.Osman and Houghtalen, Robert.J., (2003), Urban Hydrology, Hydraulics, and Storm Water Quality, John Wily & Sons.Inc.,U.S.A .

 Benzi .G , A.Parisi. and  A. Sutera and A. Vulpiani, (1983), “A theory of Stochastic reasonce in climatic change”, Siam J., Appl.Math.,43, pp. 565-578.

 Berger, A. and Goossens, C.H.R., (1983), “Persistence of wet and dry spells at Uccle (Belgium)”, J. Climatol., 3, pp. 21–34.

Box . George E P, Hunter Stuart J. and Hunter  William G., (2005),  Statistics for Experimenters, John Wily & Sons.Inc.,U.S.A .

 Buishand, T.A. (1978), “Some remarks on the use of daily rainfall models”, J. Hydrol., 36, pp. 295–308.

 Burgers. G. and D. B. Stephenson, (1999), The Normality of Elnino, Geophys.Res. Lett.26, pp. 1027-1030.

Douguedroit, A. (1987), “The variations of dry spells in Marseilles from 1865 to 1984”, J. Climatol., 7, pp. 541–551.

Gibbs, W.J. and J.V. Maher, (1967), ‘‘Rainfall deciles as drought indicators’’ Bureau of Meteorology Bulletin No. 48, Commonwealth of Australia, Melbourne.

 Hoaglin, David C. Mosteller, Frederick and Tukey , John W.(edit) (2006), Exploring Data Table, Trends, and Shapes,John Wily & Sons.Inc.,U.S.A .

  Johnson. Richard. A and Bhattacharyya. Gouri.K. (2006),  Statistics: Principles and Methods. John Wiley & Sons.INC., U.S.A.

Martin-Vide, Javier and Gomez, Linda (1999), ‘‘Rigionalization of Peninsular Spain Based on the Length of Dry Spells. ’’ Int.J. Climatol.19, pp. 537-555

Moon. Eull.S, Boom Ryoo. S., Gi Kwon. J. (1994), “A Markov Chain Model for Daily Precipitation Occurrence in South Korea”. Inter.Jour.Climato.

  WMO. (1966), Climate Change. Technical Note No 79.

  WMO, (2000), Detecting Trend and Other Change in Hydrological Data, WMO/ TD- NO.1013.