تحلیل توابع حاکم بر دینامیک ساختار تعادلی بارش ماهانه و سالانه در ایستگاه همدید شیراز

محورهای موضوعی : اقلیم شناسی

عبدالعلی کمانه ¹ , مهدی نارنگی فرد ² , احمد مزیدی ³ , غلامعلی مظفری ⁴

1 - استادیار گروه جغرافیا ، واحد شیراز، دانشگاه آزاد اسلامی ،شیراز، ایران
2 - دانشجو ی دکتری جغرافیای طبیعی(آب و هواشناسی)، دانشگاه یزد،یزد، ایران
3 - دانشیار گروه جغرافیا طبیعی(آب و هواشناسی)، دانشگاه یزد،یزد، ایران
4 - دانشیار گروه جغرافیا طبیعی(آب و هواشناسی)، دانشگاه یزد،یزد، ایران

تاریخ دریافت : 1394/09/03 تاریخ پذیرش : 1395/06/21 تاریخ انتشار : 1395/06/31

کلید واژه: آشوب, رفتار بارش, برخال, ایستگاه همدید شیراز,

چکیده مقاله :

بکارگیری منطق آشوب، برخال و فازی در شناخت بسیاری جزئیات در پدیده های طبیعی که تاکنون غیر قابل توضیح و توصیف بودند، سودمند و راه گشاست. در این چارچوب با هدف تعیین دینامیک تعادلی ساختار حاکم بر رفتار بلند مدت (1951-2014) فراسنج ماهانه و سالانه بارش در ایستگاه همدید شیراز از تحلیل توابع غیر خطی سیمپلکسی بارش استفاده شد. به این منظور جهت تحلیل منطق حاکم بر بارش ایستگاه شیراز از روند جبری فراوانی رخداد هر یک از مقادیر واقعی بارش ماهانه و سالانه در یک ماتریس وتری استفاده گردید، سپس همبستگی میان درون دادها (x) و برون دادها (y) توابع مثلثاتی ناشی از ماتریس وتری مقادیر مطلق بارش و فراوانی رخداد آن محاسبه و ضوابط مورد نظر استخراج گردید. یافته های پژوهش نشان داد دینامیک بارش ماهانه شیراز با استدلال به جبر سیمپلکسی به صورت تابع Y = 0/5717x-906 تعریف می گردد و با توجه به اینکه همبستگی بین درون داد و برون داد سیمپلکسی ناشی از ماتریس وتری در بالاترین حد خود در میان توابع محاسبه شده و با رعایت دوره گردش 2kΠ در ضابطه پولی نومیال مثلثاتی با درجه دو نسبت به بردارهای x & y با همبستگی بیش از 5/0 می باشد (6/0)، بنابراین ساختار حاکم بر فراسنج بارش ماهانه از تابع برخالی پیروی می نماید. این روند در قالب زمان سالانه نیز از همین ساختار پیروی می کند. به عبارت دیگر ساختار ماهانه و سالانه فراسنج بارش در شیراز از ساختار آشوبی به سمت ساختار برخالی و از حالت ناتعادلی به عدم تعادل میل می نماید.

چکیده انگلیسی:

Applying the logic of chaos, fractal and fuzzy understanding of many details natural phenomena so far unexplained and were described as helpful and resourceful. In this framework with the aim of determining the equilibrium dynamics governing the behavior of long-term structural (1951-2014) monthly and annual rain in Shiraz synoptic stations parameters of nonlinear analysis functions simplex is used. In order to analyze the logic of the Shiraz station is the process algebraic of frequency of occurrence of each of the real values of monthly and annual rain in a chordal matrix was used, Then the correlation between the inputs (x) and outputs (y) trigonometric functions resulting from chordal matrix absolute values of rain and the frequency of their occurrence calculation was extracted the desired Criteria. Research findings showed that the dynamics of monthly rain Shiraz argument simplex to algebra as a function of Y = 0/5717x-906 is defined And given that the correlation between the input and output simplex is at its highest among the functions resulting from chordal matrix calculation and compliance with the Criteria 2kΠ cycle trigonometric quadratic polynomial than the vectors x & y with a correlation more than 0/5 (0/6) is, Therefore governing structure of the fractal parameters of monthly rain will be followed. This is process annual time format follows the same structure. In other words structure monthly and annual rain in Shiraz parameter of the chaos structure to the fractal structure and of Disequilibrium to Nonequilibrium desire is

منابع و مأخذ:

1. اعلمی، محمدتقی و لیلا ملکانی (1391): بازسازی فضای حالت و بعد فرکتالی جریان رودخانه با استفاده از زمان تأخیر و بعد محاط، نشریه مهندسی عمران و محیط زیست، سال 43، شماره 1، صص 15-21.


2. امیدوار، کمال و معصومه نبوی­زاده (1393): پیش­بینی بارش روزانه استان کرمان با شبکه عصبی مصنوعی (مطالعه موردی: کرمان، بافت و میانده جیرفت)، جغرافیا و توسعه ناحیه­ای، سال 12، شماره 23، صص 197-214.


3. امیرخانی، خاطره، ذونعمت کرمانی، محمد و مجید رحیم­پور (1392): بررسی آشوبناکی دبی جریان رودخانه قره سو کرمانشاه، کنفرانس بین­المللی عمران، معماری و توسعه پایدار شهری، تبریز، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تبریز.


4. انیس حسینی، مسعود و محمد ذاکرمشفق (1392): تحلیل و پیشبینی جریان رودخانه کشکان با استفاده از نظریه آشوب، مجله هیدرولیک، دوره 8، شماره 3، صص 45-61.


5. انیس حسینی، مسعود و محمد ذاکرمشفق (1394): مقایسه مدل­های محلی آشوبناک مبتنی بر فضای فاز در پیش بینی جریان رودخانه، فصلنامه مهندسی عمران مدرس، سال پانزدهم، شماره 3، صص 13-24.


6. جانی، رسول، پناهی، علی و فرهاد علیزاده افشار (1392): تحلیل بارش ماهانه بندرانزلی با استفاده از نظریه آشوب، کنفرانس بین المللی عمران، معماری و توسعه پایدار شهری، تبریز، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تبریز.


7. جباری قره­باغ، ثمین، رضایی، حسین و بایرامعلی محمدنژاد (1393): بررسی وجود آشوب در جریان روزانه­ی رودخانه­ی نازلوچای، همایش ملی تغییرات اقلیم و مهندسی توسعه پایدار کشاورزی و منابع طبیعی، همدان، شرکت علم و صنعت طلوع فرزین.


8. حاتمی، بنفشه، ذونعمت کرمانی، محمد، احمدی، محمدمهدی و بهرام بختیاری (1393): بررسی تاثیر حذف نویز بر رفتاری سری زمانی دبی رودخانه با استفاده از نظریه آشوب مطالعه موردی: رودخانه بافت، کنفرانس بین­المللی توسعه پایدار، راهکارها و چالش­ها با محوریت کشاورزی، منابع طبیعی، محیط زیست و گردشگری، تبریز، دبیرخانه دائمی کنفرانس بین­المللی توسعه پایدار، راهکارها و چالش ها،


9. حاجی کریمی، بابک (1389): نظریه آشوب و کاربرد آن در تصمیم گیری های سازمانی، فصلنامه علوم رفتاری، دوره 2، شماره 3، صص 31-46.


10. حسن­زاده، یوسف، اعلمی، محمدتقی، فرزین، سعید، شیخ­الاسلامی، سیدرضی و المیرا حسن­زاده (1391): بررسی ماهیت آشوبناکی نوسانات روزانه تراز آب دریاچه ارومیه، نشریه مهندسی عمران و محیط زیست، سال چهل و دوم، شماره 1 (پیاپی 66)، صص 9-17.


11. رامشت، محمد حسین (1382): نظریه کیاس در ژئومورفولوژی، مجله جغرافیا و توسعه، شماره 1، صص 13-36.


12. رامشت، محمد حسین و منوچهر توانگر (1381): مفهوم تعادل در دیدگاه­های فلسفی ژئومورفولوژی، تحقیقات جغرافیایی، شماره 65 و 66، صص 79-94.


13. رامشت، محمد حسین، عبدالعلی، کمانه و صمد فتوحی (1386): معرفت‌شناسی و مدل‌سازی در ژئومورفولوژی، پژوهش­های جغرافیایی، دوره 39، شماره 60، صص 31-48.


14. رسولی، علی­اکبر، جلالی، طاهره، سرافروزه، فاطمه و مرضیه اسمعیل­پور (1394): بررسی تغییرات زمانی و مکانی بارش­های نیسان و پیش­بینی آن در استان آذربایجان شرقی، جغرافیا و برنامه­ریزی، سال 19، شماره 51، صص 171-191.


15. طالب بیدختی، ناصر، عابدینی، محمدجواد و محمودرضا شقاقیان (1385): بررسی وجود آشوب در جریان رودخانه­ای در مقیاس­های زمانی مختلف، هفتمین سمینار بین­المللی مهندسی رودخانه، اهواز، سازمان آب و برق خوزستان، دانشگاه شهید چمران اهواز.


16. عزیزی، قاسم (1379): برآورد بارش موثر در رابطه با کشت گندم دیم (مورد: دشت خرم­آباد)، پژوهش­های جغرافیایی، شماره 39، صص 115-123.


17. عساکره، حسین، موحدی، سعید، سبزی پرور، علی اکبر، مسعودیان، ابوالفضل و زهره مریانجی (1393): اقلیم شناسی بارش ایران با استفاده از تحلیل همسازها، تحقیقات جغرافیایی، سال 29، شماره 4، صص 15-26.


18. عطایی، هوشمند (1387): شناسایی و تجزیه و تحلیل الگوهای تراز میانی جو در سال­های پربارش ایران، تحقیقات جغرافیایی، شماره 90، صص 19-38.


19. علمی­زاده، هیوا و سیاوش شایان (1393): نظریه آشوب در ژئومورفولوژی جریانی (مطالعه موردی تغییرات بستر رود کل، هرمزگان)، جغرافیا و برنامه­ریزی محیطی، سال 25، شماره 3، صص 217-230.


20. فرزین، سعید، شیخ الاسلامی، سیدرضی و یوسف حسن­زاده (1390): تحلیل آشوب پذیری سری زمانی با استفاده از ترسیم فضای فاز و روش بعد همبستگی مطالعه موردی بارش ماهانه در دریاچه ارومیه، چهارمین کنفرانس مدیریت منابع آب ایران، تهران، دانشگاه صنعتی امیرکبیر.


21. قاهری، عباس، قربانی، محمدعلی، دل افروز، هادی و لیلا ملکانی (1391): ارزیابی جریان رودخانه با استفاده از نظریه آشوب، مجله پژوهش آب ایران، سال ششم، شماره دهم، صص 117-126.


22. قربانی، محمد‏علی، اعلمی، محمدتقی، یوسفی، پیمان، اسدی، حکیمه و صبا زینالی (1390): کارایی نظریه آشوب در پیش‏بینی میزان رسوبات معلق رودخانه‏ها (مطالعه موردی: رودخانه لیقوان)، نشریه مهندسی عمران و محیط زیست، سال چهل و یکم، شماره 1 (پیاپی 64)، صص 59-66.


23. کمانه، عبدالعلی، قادری، حیدر و شهیده دهقان (1394): بازخورد اقلیم و ژئومورفولوژی در برنامه­ریزی توسعه شهری (مطالعه موردی: کلانشهر شیراز)، فصلنامه برنامه­ریزی منطقه­ای، سال پنجم، شماره 19، صص 187-198.


24. لطف­اللهی یقین، محمدعلی، لشته­نشانی، میراحمد، قربانی، محمدعلی و مرتضی بیک لریان (1392): مدل­سازی و پیش­بینی ارتفاع موج شاخص دریای خزر با نظریه آشوب، مهندسی عمران و محیط زیست، سال 45، شماره 1، صص 97-105.


25. محمدی، بختیار، قلی­زاده، محمد حسین، شریفه زارعی (1393): شناخت الگوهای همدید بارش های یک روزه در استان کردستان، تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی سال چهاردهم، شماره 35، صص 7-27.


26. مرادی­زاده کرمانی، فرنوش، قربانی، محمدعلی، دین پژوه، یعقوب و داود فرسادی­زاده (1391): مدل تخمین جریان رودخانه بر اساس بازسازی فضای حالت آشوبی، دانش آب و خاک، دوره 22، شماره 4، صص 1-16.


27. مزیدی، احمد، کمانه، عبدالعلی، مظفری، غلامعلی و مهدی نارنگی­فرد (1395): تغییرات بارش روزانه با استناد به تحلیل های آشوبی در شیراز، فصلنامه جغرافیا، سال چهاردهم، شماره 50، صص 147-169.


28. مسعودیان، ابوالفضل (1388): نواحی بارشی ایران، جغرافیا و توسعه، شماره 13، صص 79-91.


29. مسعودیان، ابوالفضل، صفرپور، فرشاد، هاشمی­نسب، سادات، پنجه­کوبی، پرویز، حاتمی بهمن بیگلو، خداکرم، حیدری، مهران، کیخسروی کیانی، محمد، زهرایی، اکبر (1391): شناسایی گونه هواهای ایران، طرح پژوهشی دانشگاه اصفهان، صص 1- 185.


30. نعمتی، سمیرا و لیلا نقی­پور (1392): مدل­سازی دبی جریان رودخانه کرج بوسیله بازسازی فضای حالت آشوبی، پنجمین کنفرانس مدیریت منابع آب ایران، تهران، انجمن علوم و مهندسی منابع آب ایران، دانشگاه شهید بهشتی.

1. Baas, A. C. (2002). Chaos, fractals and self-organization in coastal geomorphology: simulating dune landscapes in vegetated environments. Geomorphology, 48(1), 309-328.


2. De Domenico, M., & Ghorbani, M. A. (2011). Chaos and scaling in Daily River flow. ArXiv preprint arXiv: 1002.0076.


3. De Domenico, M., Ghorbani, M. A., Makarynskyy, O., Makarynska, D., & Asadi, H. (2013). Chaos and reproduction in sea level. Applied Mathematical Modelling, 37(6), 3687-3697.


4. Jayawardena, A. W., & Lai, F. (1994). Analysis and prediction of chaos in rainfall and stream flow time series. Journal of Hydrology, 153(1), 23-52.


5. Khan, S., Ganguly, A. R., & Saigal, S. (2005). Detection and predictive modeling of chaos in finite hydrological time series. Nonlinear Processes in Geophysics, 12(1), 41-53.


6. Khatibi, R., Ghorbani, M. A., Aalami, M. T., Kocak, K., Makarynskyy, O., Makarynska, D., & Aalinezhad, M. (2011). Dynamics of hourly sea level at Hillarys Boat Harbour, Western Australia: a chaos theory perspective. Ocean Dynamics, 61(11), 1797-1807.


7. Khatibi, R., Sivakumar, B., Ghorbani, M. A., Kisi, O., Koçak, K., & Zadeh, D. F. (2012). Investigating chaos in river stage and discharge time series. Journal of Hydrology, 414, 108-117.


8. KOÇAK, K., BALI, A., & BEKTAŞOĞLU, B. (2008). Prediction of Monthly Flows by Using Chaotic Approach. In International Congress on River Basin Management (pp. 22-24).


9. Schertzer, D., Tchiginskaya, Y., Lovejoy, S., Hubert, P., Bendjoudi, H., and Larchevque, M. (2002). Which chaos in the rainfall–runoff process?. Hydrological Sciences-Journal-des Sciences Hydrologiques, 47(1), 139–149.


10. Sivakumar, B., & Jayawardena, A. W. (2002). An investigation of the presence of low-dimensional chaotic behavior in the sediment transport phenomenon. Hydrological Sciences Journal, 47(3), 405-416.


11. Sivakumar, B., Berndtsson, R., Olsson, J., & Jinno, K. (2002). Reply to "Which chaos in the rainfall-runoff process?". Hydrological Sciences Journal, 47(1), 149-158.


12. Solomatine, D. P., Velickov, S., & Wust, J. C. (2001). Predicting water levels and currents in the North Sea using chaos theory and neural networks. In proceedings of the congress-international ASSOCIATION for hydraulic research (pp. 353-359).


13. Zounemat-Kermani, M., & Kisi, O. (2015). Time series analysis on marine wind-wave characteristics using chaos theory. Ocean Engineering, 100, 46-53.