تعيين نواحي همگن توزيع بارش سالانه در سطح استان گلستان با استفاده از تحليل خوشه‏اي و روش گشتاورهاي خطي

Determine of Homogeneous Regions Distribution of Annual Rainfall in Golestan Province Using Clustering and L-moments

بررسی ویژگی‌های بارندگی و پهنه‏بندی آن نقش عمده‏ای در استفاده بهینه از منابع آب و خاك و مدیریت مخاطرات محیطی دارد. تعیین نواحی همگن بارش به استفاده مناسب‌تر از منابع آب و مدیریت صحیح‌تر مخاطرات محیطی ناشی از بارش كمك می‏نماید. با توجه به اینكه جهت تحلیل پدیده‏های اقلیمی از جمله بارش، می‌بایست تمامی داده‌ها مربوط به یك منطقه همگن باشد، بر این اساس در این مطالعه سعی شده‌است مناطق همگن از نظر بارندگی سالیانه در استان گلستان با استفاده از داده‌های طولانی‌مدت و تعداد متناسب ایستگاه با به‌كارگیری روش‌های جدیدتر تعیین شوند. برای این منظور از داده‌های ماهانه بارش 29 ایستگاه باران‏سنجی و تبخیرسنجی در سطح استان گلستان از سال آبی 62-1361 الی 91-1390 استفاده شد. با انجام آزمون‏های كیفی تعداد 25 ایستگاه جهت تحلیل باقی ماندند. سپس با استفاده از روش خوشه‏بندی سلسله مراتبی وارد و با كمك متغیرهای مختلف تقسیم‏بندی‏های متفاوت بررسی شد. خوشه‏بندی در حالت 2 خوشه دارای متوسط عرض سیلهوت بالاتری به میزان 48/0 بود. بر این اساس منطقه مورد مطالعه به 2 ناحیه تقسیم شد. سپس همگنی این نواحی مورد بررسی قرار گرفت. از آنجاكه با روش گشتاورهای خطی ضریب چولگی ناحیه‏ای (τ_3^R) از مقدار 23/0 كوچكتر بود، در نتیجه آزمون از آزمون هاسكینگ-والیس جهت بررسی همگنی ناحیه‏ای استفاده شد. برای هر دو ناحیه مقدار آماره آزمون 1 >H1 بوده كه تأیید بر همگن بودن دو ناحیه می‏باشد. همچنین بالابودن ضریب همبستگی بین ایستگاه‏های یك ناحیه و پائین‌بودن ضریب همبستگی بین ایستگاه‌های دو ناحیه متفاوت، دلیلی دیگر بر تفكیك مناطق هر ناحیه از یكدیگر می‏باشد.

Characteristics of precipitation and the regionalization major role in the efficient use of water resources and soil and management of environmental hazards. Regionalization of rainfall can help to better use of water resources and to correct manage of environmental hazards. According to the analysis of climate phenomena such as precipitation, all data should be related to a homogeneous region, on the basis in this study, homogenous regions using data from long-term annual precipitation in Golestan province and the appropriate number of stations determined using the newer methods. Precipitation monthly data from 29 rain-gauge stations and evaporation poll in Golestan province from 1361 to 1391 were used to testing of homogeneity, the random and outlier data that 25 stations remained. Then using Wards hierarchicalclustering and with different variables was evaluated segmentation varies. Clustering in two clusters have higher average silhouette 0.48, accordingly, the province was divided into two regions. Homogeneity investigated by heterogeneity test for each region. according to investigations was performed by L- moments coefficient of skewness (τ_3^R) was smaller 0.23, The result Hosking and Wallis test was used to examine the homogeneity region. For this two region, the test statistic H11 >, which is confirmed by the homogeneity of the two areas, Finally was divided into two regions. The high correlation coefficient between stations in each cluster and low correlation coefficient between two different cluster is another reason for separation of areas from each other.Characteristics of precipitation and the regionalization major role in the efficient use of water resources and soil and management of environmental hazards. Regionalization of rainfall can help to better use of water resources and to correct manage of environmental hazards. According to the analysis of climate phenomena such as precipitation, all data should be related to a homogeneous region, on the basis in this study, homogenous regions using data from long-term annual precipitation in Golestan province and the appropriate number of stations determined using the newer methods. Precipitation monthly data from 29 rain-gauge stations and evaporation poll in Golestan province from 1361 to 1391 were used to testing of homogeneity, the random and outlier data that 25 stations remained. Then using Wards hierarchicalclustering and with different variables was evaluated segmentation varies. Clustering in two clusters have higher average silhouette 0.48, accordingly, the province was divided into two regions. Homogeneity investigated by heterogeneity test for each region. according to investigations was performed by L- moments coefficient of skewness (τ_3^R) was smaller 0.23, The result Hosking and Wallis test was used to examine the homogeneity region. For this two region, the test statistic H11 >, which is confirmed by the homogeneity of the two areas, Finally was divided into two regions. The high correlation coefficient between stations in each cluster and low correlation coefficient between two different cluster is another reason for separation of areas from each other.