تحليل جزيره گرمايي و بررسي روند غيرخطي تغييرات دماي 130 ساله مشهد

Analysis of heat Island and investigation of nonlinear trend of 130-year temperature changes in Mashhad

جزيره گرمايي شهري برآمده از افزايش درجه‌ي حرارت برخي شهرها در مقايسه با حومه شهر يا محدوده‌هاي روستايي نزديكشان است. چنين پديده‌اي از مخاطرات محيطي تلقي مي‌شود و مشكلات فراواني دارد. پژوهش حاضر به‌منظور بررسي روند غيرخطي و تحليل نقاط شكست دماي 130ساله مشهد با روش‌هاي وابستگي خاكستري و رگرسيون مارس وهمچنين مقايسه با ايستگاه‌هاي برون شهري در جهت بررسي تأثير جزيره گرمايي بر روند افزايش دماي شهر مشهد انجام شده است. آمار 130 ساله دماي ماهانه شهر مشهد از سال 1264 تا 1393 به كار رفته كه نقطه شكست(شروع جزيره گرمايي) با روش وابستگي سامانه خاكستري در سال 1979 تعيين شد. آزمون‌هاي حداقل مربعات، من-كندال و سن، وجود روند را پس از نقطه شكست تأييد كردند. افزون بر اين ايستگاه برون شهري طرق-كرتيان و چند ايستگاه شاهد براي مقايسه و بررسي وجود روند (تشكيل جزيره گرمايي) تحليل شد. آزمون ويلكاكسون اختلاف معني‌داري بين ميانگين‌هاي جفت شده دو ايستگاه بعد از نقطه شكست را نشان داد. پس از تأييد وجود جزيره گرمايي در جهت تحليل روند غيرخطي دماي سالانه مشهد سه الگوي چندجمله‌اي، كمانك‌هاي هموار (Spline) و رگرسيون كمانك‌هاي تطبيقي (MARS) به سري زماني دماي مشهد برازش داده شد. هر سه الگو روند گرم شدن شهر مشهد را كه Sمانند است، تأييد مي‌كنند. شيب تند جزيره گرمايشي مشهد بين سال‌هاي 1976 تا 1979 شروع و تا سال 2000 ادامه داشته و شيب سال‌هاي اخير بسياركم و به حالت نسبتاً ايستايي رسيده است. همچنين نتايج نشان داد دماي متوسط شهر مشهد بعد از سال 1979 حدود 5/2 درجه افزايش داشته است.

Urban heat Island to a significant degree high temperature phenomena some towns or in the confines of a village nearby called. Such a phenomenon has led to many problems. This study answers these questions by analyzing 130 years of temperature data of Mashhad. Grey System relational change-point method used to find the starting point of trend in meteorology and hydrology. Several parametric and non-parametric methods were used to linear trend in this study. The least-square tests, Mann-Kendall and Sense significant trend were confirmed after and before the change point. These tests are based on a comparison of null and one Hypotheses. The null hypothesis of this test is based on randomness and lack of trend data series and acceptance assume a (reject the null hypothesis) is evidence of trends in the data series. The three models of regression: polynomial, Soft Spline polynomials (Splines) and Multivariate adaptive regression splines (MARS) was fitted for analyzing trend non-linear of Mashhad temperature. The starting point of trend of Mashhad temperature (start heat island) Obtained 1979 by System relational change-point method .MARS and Spline regression analysis confirms that the warming trend in Mashhad is S-shaped and slope recent years has been very low after 2000 and relatively static state. This phenomenon may be due to the saturation of urban heat island and low trend after 2000 that can be caused by global warming. The results also showed that the average temperature in Mashhad after 1979 has increased by about 2.5 degrees.