Spatial pattern of temperature and precipitation trends in Guilan Province

Subject Areas : Climatology

Leila Haqprast Mojdehi ¹ , bahman ramzani gourabi ^{2 *} , Atousa Bigdeli ³ , Yousef zeinolabedin ⁴

1 - Department of Geography, Rasht Branch, Islamic Azad University, Rasht, Iran
2 - Geography Department, Faculty of Humanities, Azad University of Rasht, Gilan, Iran
3 - Geography Department, Faculty of Humanities, Azad University of Rasht, Gilan, Iran
4 - Department of Political Geography, Faculty of Humanities, Azad University of Rasht, Gilan, Iran

Received: 2025-07-30 Accepted : 2025-09-28 Published : 2025-11-15

Keywords: Temperature and precipitation, trend, spatial pattern, cluster, Guilan province,

Abstract :

Spatial and temporal changes in temperature and precipitation are influenced by local and global conditions and affect ecological life and sustainable management of water resources. In this study, data were first received from the European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF) with a spatial resolution of 〖0.25〗^°×〖0.25〗^° for 44 years (1980 to 2023). Then, the trend of temperature and precipitation changes was determined using the Mann-Kendall trend test and the local Moran I statistic (ALMI) was used to identify the type of their spatial pattern. The results of this test on the average monthly temperature showed that there is a positive increasing trend in the months of January, February, March, May, June, July, August, September, October and December at a significance level of α=0.05. Also, precipitation in May, June and August follows a negative trend. In this regard, the spatial pattern of temperature and precipitation showed that the high-high (HH) and low-low (LL) cluster patterns in trending months have formed as separate nuclei in different parts of the province, from the plain to the mountains and from east to west. As a result, non-random behavior dominates the spatial distribution pattern of temperature and precipitation in these months across Guilan province.

References:

1- پیرنیا، عبدا...؛ حبیب‌نژاد روشن، محمود؛ سلیمانی، کریم (1394): بررسی تغییرات دما و بارندگی در سواحل جنوبی دریای خزر و مقایسه آن با تغییرات در مقیاس جهانی و نیمکره شمالی. پ‍‍پژوهشنامه مدیریت حوزه آبخیز، ۶ (۱۱)، 90 تا 100.
2- دارند، محمد (1394): ارزیابی و شناخت تغییر اقلیم در ایران‌زمین طی دهه‌های اخیر. مجله علوم و مهندسی آبخیزداری ایران، ۹ (۳۰)، 1 تا 14.
3- درخشی، جعفر؛ سبحانی، بهروز؛ جهانبخش، سعید (1403): پیش‌بینی مقادیر دما و بارش طی دهه‌های آینده با به‌کارگیری مدل 2canESM در حوضه آبخیز اهرچای. نشریه تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی، 24 (72)، 49 تا 64.
4- روشنی، محمود؛ رضایی، پرویز؛ گنجی گوفلی، صدیقه (1400): تحلیل‌های آماری اطلاعات جغرافیایی با استفاده از ArcView GIS و ArcGIS. نویسنده: دیوید دبلیو اس وانگ و جی لی، انتشارات پژوهشکده محیط‌زیست جهاد دانشگاهی، چاپ اول، 388.
5- زرین، آذر؛ داداشی رودباری، عباسعلی (1400): یادداشت تحلیلی: تأثیر تغییر اقلیم بر بارش‌های سنگین ایران با به‌کارگیری مدل همادی CMIP6، آب و توسعه پایدار، 8 (4)، 119 تا 124.
6- زرین، آذر؛ داداشی رودباری، عباسعلی (1402): بررسی پیامدهای تغییر اقلیم بر امنیت آبی در ایران. آب و توسعه پایدار، 10 (1)، 37 تا 44.
7- سلیمانی ساردو، فرشاد؛ و مصباح زاده (1399): پیش‌بینی دما و بارش با استفاده از سناریوهای تغییر اقلیم و مدل‌های ریزمقیاس نمایی آماری (مطالعه موردی: جنوب استان کرمان). پژوهش‌های محیط‌زیست، 11 (22)، 97 تا 110.
8- غیاث‌آبادی فراهانی، فاطمه؛ خوش‌اخلاق، فرامرز؛ شمسی‌پور، علی‌اکبر؛ عزیزی، قاسم؛ فتاحی، ابراهیم (1397): بررسی و تحلیل تغییرات درون دهه‌ای روند و الگوی فضایی بارش‌های سالانه و فصلی (مطالعه موردی: نیمه غربی ایران). نشریه تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی، 18 (48)، 59 تا 78.
9- میرشکاران، یحیی؛ کاکاپور، وحید؛ زارعی، امیر (1400): ارزیابی اثر تغییر اقلیم بر بارش و دما با استفاده از مدل‌های 4AR (مطالعه موردی: حوضه آبخیز قره‌سو، کرمانشاه). نشریه پژوهش‌های تغییرات آب و هوایی، 2 (8)، 23 تا 34.
10- میرعباسی نجف‌آبادی، رسول؛ دین‌پژوه، یعقوب (1391): تحلیل روند تغییرات بارش‌های شمال غرب ایران در نیم‌قرن گذشته. علوم و مهندسی آبیاری، 35 (4)، 59 تا 73.

11- Zahid, M., Rasoul, G. (2010).Rise In Summer Heat Index Over Pakistan. Journal Of Meteorology, 6, Https://Api.Semanticscholar.Org/Corpusid: 133937619.
12- Alina, V., Irina, O. (2013): Summer Air Temperature Variability And Trends Within Oltenia Plain. Journal Of The Geographical Institute "Jovan Cvijic, 63 (3), 371-381. Https://Doi.Org/10.2298/IJGI1303371V.
13- Asakereh, H., Khosravi, Y., Doostkamian, M., & Solgimoghaddam, M. (2019): Assessment Of Spatial Distribution And Temporal Trends Of Temperature In Iran. Asia-Pacific Journal Of Atmospheric Sciences, 56, 549–561. Https://Doi.Org/10.1007/S13143-019-00150-9
14- Bekele, D., Alamirew, T., Kebede, A., Zeleke, G. & Melesse, A. M. (2019): Modeling Climate Change Impact On The Hydrology Of Keleta Watershed In The Awash River Basin, Ethiopia. Environmental Modeling & Assessment, 24 (1), Pp. 95–107.
15- Dibike, Y. B. & Coulibaly, P. (2005): Hydrologic Impact Of Climate Change In The Saguenay Watershed: Comparison Of Downscaling Methods And Hydrologic Models. Journal Of Hydrology, 307 (1–4), Pp. 145–163.
16- Dottori, F., Szewczyk, W., Ciscar, J.-C., Zhao, F., Alfieri, L., Hirabayashi, Y., Et Al. (2018): Increased Human And Economic Losses From River Flooding With Anthropogenic Warming. Nature Climate Change, 8 (9), Pp. 781–786. Https://Doi.Org/10.1038/S41558-018-0257-Z
17- Doulabian, S., Golian, S., Shadmehri Toosi, A., & Murphy, C. (2021): Evaluating The Effects Of Climate Change On Precipitation And Temperature For Iran Using RCP Scenarios. Journal Of Water And Climate Change, 12 (1), 166–184. Https://Doi.Org/10.2166/Wcc.2020.114.
18- Feizi, V., Mollashahi, M., Farajzadeh, M., Azizi, G. (2014): Spatial And Temporal Trend Analysis Of Temperature And Precipitation In Iran. Ecopersia, 2 (4), Pp. 727-742. Http://Ecopersia.Modares.Ac.Ir/Article-24-6002-En.Html
19- Feng, S., Hu, Q., Huang, W., Ho, C. H., Li, R. & Tang, Z. (2014): Projected Climate Regime Shift Under Future Global Warming From Multi-Model, Multi-Scenario CMIP5 Simulations. Global And Planetary Change, 112, Pp.41–52.
20- Gilbert, R. O. )1987(: Statistical Methods For Environmental Pollution Monitoring. Van Nostrand Reinhold, New York.
21- Gomez-Gomez, J. D. D., Velazquez, D. P., Collados-Lara, A. J., Chacon, F. F. (2022): The Impact Of Climate Change Scenarios On Droughts And Their Propagation In An Arid Mediterranean Basin. A Useful Approach For Planning Adaptation Strategies. Science Of The Total Environment, 820, 153128, Https://Doi.Org/10.1016/J.Scitotenv.2022.153128.
22- Mathbout, S., Martin-Vide, J., & Bustins, J. A. L. (2023): Drought Characteristics Projections Based On CMIP6 Climate Change Scenarios In Syria. Journal Of Hydrology: Regional Studies. 50, 101581, Https://Doi.Org/10.1016/J.Ejrh.2023.101581.
23- Nicholson, S. E., Funk, C., Fink, A. H. (2018): Rainfall Over The African Continent From The 19th Through The 21st Century. Global And Planetary Change, 165, Pp.114-127. Https://Doi.Org/10.1016/J.Gloplacha.2017.12.014.
24- Raziei, T., Daryabari, J., & Bordi, I., & Pereira, L. S. (2014): Spatial Patterns And Temporal Trends Of Precipitation In Iran. Theor Appl Climatol, 115: Pp. 531–540. DOI 10.1007/S00704-013-0919-8.
25- Saboohi, R., Soltani S., Khodagholi, M. (2012): Trend Analysis Of Temperature Parameters In Iran. Theor Appl Climatol, 109, 529–547. Https://Doi.Org/10.1007/S00704-012-0590-5
26- Surendran Nair, S., King, A. W., Gulledge, J., Preston, B. L., Mcmanamay, R. A., & Clark, C. D. (2020): Economic Losses From Extreme Weather In The U.S. Gulf Coast Region: Spatially Differential Contributions Of Climate Hazard And Socioeconomic Exposure And Vulnerability. Environmental Research Letters, 15 (7), 074038. Https://Doi.Org/10.1088/1748-9326/Ab7b9a
27- Watts, N., Amann, M., Arnell, N., Ayeb-Karlsson, S., Beagley, J., Belesova, K., Et Al. (2020): The 2020 Report Of The Lancet Countdown On Health And Climate Change: Responding To Converging Crises. The Lancet. Https://Doi.Org/10.1016/S0140-6736(20)32290-X
28- Zahid, M., Rasul, G. (2010): Rise In Summer Heat Index Over Pakistan. Journal Of Meteorology, 6, Https://Api.Semanticscholar.Org/Corpusid:133937619.