تحليل سري هاي زماني بارش در حوضه هاي آبريز اصلي ايران بر مبناي تبديلات فوريه و موجك

The Analysis of Precipitation Time Series Related to Iran’s Main Catchments Using Fourier and Wavelet Transforms

زندگی بشر در طول تاریخ و در سراسر جهان همواره در معرض انواع مخاطرات طبیعی قرار داشته است. بخشی از این خطرات و حوادث ناشی از فعالیت ها و فرآیندهای زمین‌شناسی از قبیل زلزله  و بخشی دیگر كه از فراوانی و گستردگی بیشتری برخوردارند، حوادث ناشی از فرآیندهای آب و هوایی می‌باشند كه در این میان، خشكسالی از اهمیت و گستردگی قابل ملاحظه‌ای برخوردار است. در مقاله ی حاضر با استفاده از ابزار آنالیز طیفی فوریه و موجك به مطالعه ی روند تغییرات بارش در حوضه های آبریز اصلی كشور پرداخته شده است. داده های مورد استفاده برای تولید سری های زمانی متناظر، میزان بارش ثبت شده در ایستگاه های سینوپتیك سازمان هواشناسی كشور از سال 1960 الی 2010 میلادی بوده اند كه به دلیل الگوی رفتاری مشابه مورد انتظار در حوضه های آبریز، متوسط ماهیانه این مشاهدات در گستره ی هر حوضه استخراج و بر مبنای آنالیز طیفی فوریه و موجك تحلیل و با ذخیره ی كلی آب از مدل هیدرولوژی مقایسه گشته اند. نتایج به دست آمده ضمن معرفی فركانس های خاص هر حوضه، فركانس های مشترك و بازه ی زمانی وقوع آن ها، با نتایج مورد انتظار در باره ی خشكسالی در ایران همخوانی دارند.

Abstract- Human life throughout history and around the world has always been exposed to a variety of natural hazards. Some of these risks arise from geological processes such as the earthquake and some others that are more abundant and widespread, are caused by climate processes. Among them, the importance and extent of drought is significant. In this paper, Fourier and wavelet spectral analysis have been used to study the behavior of the recorded precipitation time series related to Iranʹs main catchments. Due to expected hydrological characteristics of each catchment and based on the coordinates of I.R.OF IRAN Meteorological Organizationʹs synoptic stations, monthly averaged precipitation time series have been produced from 1960 to 2010 for each catchment and the extracted signals have been analyzed using Fourier and wavelet transforms, separately and together, and the results are compared with corresponding modeled Total Water Storage time series analysis outcomes. The results, introducing certain frequencies of each catchment, their common frequencies and time durations, are in good agreements with the similar previous research findings and the reported droughts in Iran.