نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• رئوف مصطفی‌زاده ¹
• محسن ذبیحی ²
• مریم ادهمی ²

¹ استادیار، دانشکده فناوری کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی‏

² دانشجوی دکتری علوم و مهندسی آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تربیت مدرس

چکیده

ویژگی خودتشابهی در متغیرهای اقلیمی، امکان استفاده از بعد فرکتالی و تحلیل تغییرات زمانی و مکانی آن را فراهم ‏می‌نماید. بر این اساس استفاده از هندسه فرکتالی در پیش‌بینی رفتار بسیاری از فرایندهای طبیعی از جمله بارندگی در ‏مناطق مختلف از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. در همین راستا هدف پژوهش حاضر، تعیین و محاسبه بُعد فرکتالی وقوع ‏دوره‌های خشک و مرطوب، تفسیر خصوصیات دوره‌های خشک و مرطوب و بررسی تغییرات مکانی آن در 40 ایستگاه ‏باران‌سنجی استان گلستان است. بدین منظور از روش شمارش باکس‌ با دست­کم یک تکرار در داده‌ها و تعداد وقوع ماه‌های پر‏باران یا کم‌باران در دوره‌های یک تا نه ماهه و محاسبه بعد فرکتالی استفاده شده است. سپس از روش رگرسیون برای محاسبه ‏بُعد فرکتال در دوره‌های پرباران و کم‌باران استفاده شد و در ادامه درصد ماه‌های پرباران و کم‌باران طی دوره آماری و نیز ‏شدت و مدت وقوع دوره‌های پرباران و کم‌باران محاسبه و به‌صورت مکانی ارائه شد. بر اساس نتایج، تغییرات درصد وقوع ‏ماه‌های دوره پرباران و کم‌باران در یک دامنه 11 درصدی می‌باشد. بر اساس نتایج، در ایستگاه‌های مورد مطالعه با افزایش ‏مقیاس زمانی از تعداد ماه‎های متوالی خشک و مرطوب کاسته شده است. نتایج محاسبه بُعد فرکتالی بارش نشان داد که در ‏منطقه مطالعاتی دوره‌های خشک دارای شدت وقوع کمتری نسبت به دوره‌های مرطوب می‌باشد. با استفاده از مقادیر بُعد ‏خصوصیات رژیم بارندگی ایستگاه‌ها تعیین شد. همچنین، بر اساس نتایج، شدت دوره‌های پرباران در نواحی مرکزی و شرقی ‏بیشتر بوده ولی مدت آن در قسمت‌های غربی استان تداوم بیشتری دارد.‏

کلیدواژه‌ها

• خودتشابهی
• دوره خشک و مرطوب
• فرکتال
• متغیرهای اقلیمی
• مقیاس زمانی

عنوان مقاله [English]

Spatial and temporal analysis of monthly precipitation variations ‎in Golestan Province using fractal dimension

نویسندگان [English]

• Raoof Mostafazadeh ¹
• Mohsen Zabihi ²
• Maryam Adhami ²

¹ Assistant Professor, Faculty of Agricultural and Natural Resources, University of Mohaghegh ‎Ardabili, Iran

² PhD Student‎, Faculty of Natural Resources, Tarbiat Modares University, Iran‎

چکیده [English]

Self-similarity characteristic of climate variables provides the spatial and temporal analysis, using fractal dimension. Therefore, the application of fractal geometry in predicting the nature of many natural processes (e.g. rainfall) in several areas is of great importance. The purpose of this study is to determine and calculate the fractal dimension of wet and dry periods, interpret and evaluate the spatial characteristics of dry and wet periods over 40 rain gauge stations in Golestan Province. Toward this attempt, the box-counting method has been employed to determine the number of wet-dry months at one to nine months temporal scales and the calculation of fractal dimension. Then, the regression lines are used to estimate the corresponding fractal dimensions over rainy and non-rainy periods. As well as the severity and duration of wet-dry durations were presented over the study area. The results indicated that variations of rainy/non-rainy durations vary in a range of 11 percent. According to the results, the number of consecutive wet-dry months decreased in coarser time scales (months). The analysis of fractal dimension showed that the dry periods have a lower frequency. The fractal dimension values were considered to determine the variations of precipitation regime over studied stations. Also, the intensity of wet durations is higher in central and eastern parts of the study area, while the western part of the Golestan Province had experienced more persistent wet periods.

کلیدواژه‌ها [English]

• Climate variables
• Fractal dimension
• Self-similarity
• Temporal scales
• Wet and dry ‎durations