علوم آب و خاک

---

آگاهی از توزیع جغرافیایی الگوهای بارش، به دلیل استفاده گسترده آن در کشاورزی، منابع آب، صنعت، توریسم، بهره‌برداری از سدها و نیز دانش آبیاری، حائز اهمیت است. با استفاده از روش تحلیل مؤلفه‌های اصلی (PCA)، که یک روش بهینه ریاضی است، منطقه‌بندی بارندگی زمستانه در ناحیه جنوب مرکزی ایران (استان‌های فارس، بوشهر و کهگیلویه و بویراحمد) بررسی گردید. با میانگین‌گیری از داده‌های بارندگی در ماه‌های دی، بهمن و اسفند، سری زمانی فصلی بارندگی برای هر ایستگاه محاسبه، و سپس ماتریس هم‌بستگی بین داده‌های نرمال شده تشکیل گردید. در مرحله بعد اندازه مقادیر ویژه، بردارهای ویژه، سری زمانی مؤلفه‌های اصلی و عوامل بارگذاری نیز تعیین شد. با استفاده از روش آزمون Screet مؤلفه‌های اصلی و شمار آنها مشـخص گردید. مؤلفه‌های اول و دوم، که مجموعاً 1/68% از کل واریانس داده‌های اولیه را توجیه می‌نمودند، به عنوان مؤلفه‌های اصلی در نظر گرفته شد و برای پهنه‌بندی بارندگی از آنها استفاده گردید. روش دوران داده شده عوامل بارگذاری به عنوان راه حل مناسب در تعیین گستره جغرافیایی مربوط به این مؤلفه‌ها مورد آزمون و تأیید قرار گرفت. نتایج نشان داد که عوامل بارگذاری دوران داده شده متناظر با مؤلفه اول، در سطح گسترده‌ای از منطقه مورد بررسی دارای مقادیر بسیار زیادی است. بنابراین، سری زمانی PC1، که 4/60% از کل واریانس داده‌های خام را توجیه می‌کند، می‌تواند به عنوان نماینده داده‌های بارندگی بخش وسیعی از استان‌های فارس، بوشهر، و کهگیلویه و بویراحمد به کار رود. بردارهای بارگذاری متناظر با دومین مؤلفه اصلی (PC2) مقادیر بسیار زیادی را برای منطقه بوانات در شمال استان فارس نشان داد، و این ناحیه به عنوان منطقه مستقل متناظر با دومین مؤلفه در نظر گرفته شد. بارندگی این منطقه از استان فارس هم‌بستگی ضعیفی با بارندگی مناطق مجاور داشت. به نظر می‌رسد بارندگی ناحیه بوانات عموماً از توده‌های باران‌زای مدیترانه‌ای ناشی می‌شود که از شمال و غرب وارد این ناحیه می‌گردند. برای دیگر ایستگاه‌های مورد بررسی، علاوه بر سیستم‌های مدیترانه‌ای، توده‌های باران‌زای ناشی از جریان سودانی نقش بسیار اساسی در تولید بارش زمستانه ایفا می‌کنند.

---

با توجه به آن که نوسانات دمای سطح آب خلیج فارس (PGSST) (Persian Gulf Sea Surface Temperature) تأثیر قابل ملاحظه‌ای بر بارش زمستانه، منابع آب و تولیدات کشاورزی نواحی جنوب غربی کشور دارد، امکان پیش بینی دمای زمستانه دمای سطح آب این گستره آبی با استفاده از مدل رگرسیون چندگانه مورد ارزیابی قرار گرفت. سری‌های زمانی PGSST برای کلیه فصول در دوره 1992-1947 به عنوان پیشگوکننده و سری زمانی این متغیر برای دوره 1993-1948 به عنوان پیشگو شونده در نظر گرفته شدند. تحلیل مؤلفه‌های اصلی (PCA) (Principal Component Analysis) به منظور استخراج مؤلفه‌های اصلی و کاهش حجم داده‌ها به کار برده شد. چهار سری زمانی جدید (PC1، PC2 ، PC3 و PC4) که 5/73% از واریانس کل را شرح دادند به عنوان مؤلفه‌های اصلی انتخاب شده و بقیه به عنوان اختلال در نظر گرفته شد. دوران واریماکس به منظور یافتن وابستگی هر مؤلفه اصلی با سری‌های زمانی اولیه PGSST استفاده شد. این دوران نشان داد که PC1، PC2 ، PC3 و PC4 به ترتیب معرف تغییرات دما در فصل زمستان، پاییز، بهار و تابستان می‌باشند. در مدل رگرسیونی، مؤلفه‌های اول، دوم و چهارم در سطح 5% معنی‌دار شدند و مؤلفه سوم معنی‌دار نگردید. نتایج نشان داد که متغیرهای معنی‌دار، 5/33% از واریانس PGSST زمستانه را شرح می‌دهند. روشن شد که جهت پیش بینی دمای زمستانه سطح آب خلیج فارس، دمای سطح آب این گستره آبی در زمستان سال قبل از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. در مرحله بعدی دمای پاییزه و تابستانه برای پیش‌بینی دمای زمستانه نقش دارند.

---

نوسان‌های مادن جولیان (MJO) الگوی غالب تغییرات بزرگ مقیاس اقلیمی در مناطق گرمسیری دریایی است که پدیده MJO دوره‌های زمانی زیرفصلی آب و هوای مناطق حاره و جنب حاره را تحت تأثیر قرار می‌دهد. تأثیر پدیده MJO بر وقوع دوران‌های خشک و تر استان فارس در جنوب ایران برای ماه‌های نوامبر تا آوریل ارزیابی شد. برای این منظور داده‌های بارش ماهانه 9 ایستگاه که در مناطق مختلف این استان قرار گرفته است، در دوره زمانی 2005-1979 تحلیل شد. با استفاده از دو نمایه MK و WH فازهای فعال و ضعیف MJO (به ترتیب افزایش و کاهش فعالیت‌های همرفتی در ناحیه گرمسیری اندونزی) در مقیاس زمانی ماهانه و فصلی شناخته گردید. پس از آن ترکیب‌های MJO- بارش برای فازهای مثبت و منفی تشکیل شد. نشان داده شد که مقدار بارش فصلی در فاز منفی MJO به طور معنی‌داری بیشتر از فاز مثبت این پدیده است (حدود 5/2 تا 0/6 برابر). افزون بر این، آزمون‌های آماری نشان داد که بسامد دوره‌‌های خشک و تر به ترتیب با رخدادهای فاز منفی و مثبت MJO در ارتباط است. با چیره شدن فاز مثبت، احتمال خشک‌سالی در استان بین 60 تا 84 درصد در نوسان بوده و در مقابل در فاز منفی MJO احتمال وقوع ترسالی بین 50 تا 76 درصد در تغییر است.