تحلیلی بر گرانیگاه بارش در شبکه ایستگاه‌های باران‌ سنجی استان اردبیل

مقدمه و هدفروند کاهشی اندازه بارش در بسیاری از مناطق کشور از جمله استان‌های شمال‌غرب کشور سبب‌شده است تا بررسی ‌روش‌های جدید به‌منظور تکمیل پایگاه‌های داده‌ای‌ آبخیزهای کشور بیش از پیش ضروری شود. در این راستا، درک تغییرات گرانیگاه بارش به‌عنوان یک مفهوم نوظهور که نشان‌دهنده توزیع مکانی بلندمدت بارش منطقه‌ای است، برای مدیریت چالش‌های آبخیزداری از جمله کاهش اثرات خشک‌سالی، مهار سیلاب و حفاظت از منابع آب اهمیت دارد. به‌این‌منظور، این پژوهش با هدف تحلیل گرانیگاه بارش و ارتباط آن با توزیع مکانی شبکه باران‌سنجی در استان اردبیل انجام شد.مواد و روش‌هابرای محاسبه گرانیگاه بارش، از آمار بارش 49 ایستگاه هواشناسی در دوره آماری 45 ساله (1395-1350) استفاده شد. بر اساس اصل استخراج ایستگاه و با در نظر گرفتن منطقی بودن کمترین تراکم و یکنواختی، پنج ایستگاه به‌عنوان کمترین تعداد ممکن تعیین شد. سپس، تراکم 10، 20، 30 و 40 ایستگاه به‌شکل تصادفی استخراج شد تا توزیع گرانیگاه بارندگی با تراکم شبکه ایستگاه‌ها مقایسه شود. برای پیاده‌سازی مدل مرکز ثقل، محاسبه بیضی انحراف استاندارد در محیط نرم‌افزار arcmap10.8 انجام شد و برای تحلیل همبستگی متعارف (cca) از xlstat در مقیاس‌های زمانی ماهانه، فصلی و سالانه استفاده شد.نتایج و بحثنتایج نشان داد که در بهار (فروردین تا خرداد)، جهت حرکت گرانیگاه بارش به‌طور قابل‌توجهی متفاوت بود و فاصله حرکت 18/17 کیلومتر برآورد شد. در تابستان (تیر تا شهریور)، حرکت گرانیگاه بارش عمدتاً 20/18 کیلومتر به سمت شمال بود. در پاییز (مهر تا آذر)، حرکت گرانیگاه بارش عمدتاً 20/48 کیلومتر به سمت جنوب بود و بیشترین فاصله حرکت در مقایسه با دیگر فصل‌ها، در فصل پاییز بود. در زمستان (دی تا اسفند)، جهت حرکت گرانیگاه بارش در جهت‌های متفاوتی بود و کمترین فاصله حرکت (8/35 کیلومتر) در مقایسه با دیگر فصل‌ها در فصل زمستان بود. جهت حرکت گرانیگاه‌ بارش سالانه نیز عمدتاً به سمت جنوب‌شرقی بود. بیشترین فاصله حرکت گرانیگاه 111/78 کیلومتر به سمت شمال‌غربی در سال 1358 بود. همچنین، گرانیگاه بارش سالانه در استان اردبیل در سه دهه 1350 تا 1360 عمدتاً به‌سمت شمال‌غربی و در دیگر دهه‌ها به سمت جنوب‌شرقی حرکت کرد. همبستگی میان تراکم شبکه ایستگاه‌ها با تغییرات گرانیگاه بارش، مثبت (0/65=cca در سطح معنی‌داری 5%) بود.نتیجه‌گیری و پیشنهادهااز میان تراکم‌های گوناگون 5، 10، 20، 30 و 40، بیشترین ضریب همبستگی متعارف با اندازه 0/80 برای تراکم 40 ایستگاه به‌دست آمد و کمترین اندازه این ضریب برای کمترین تراکم 5 ایستگاه با اندازه 0/04 بود. بر اساس نتایج این پژوهش، تغییرات حرکت الگوهای بارش که در دوره‌های خشک‌سالی و ترسالی می‌تواند موثر باشد، مشخص شد. پیشنهاد می‌شود که ارتباط میان تغییر اقلیم و عامل‌های پستی‌بلندی با تغییرات مکانی-زمانی گرانیگاه بارش بررسی شود.

an analysis on the precipitation barycenter in the network of rain gauge stations of ardabil province

introduction and goalthe decreasing trend of precipitation in many regions of the country, including the northwestern provinces, has made it more necessary to investigate new methodologies to complete the databases of the country’s watersheds. in this regard, understanding the changes in precipitation barycenters, as an emerging concept, that indicates the long-term spatial distribution of regional precipitation is especially important for the administration of watershed management issues such as reducing drought effect, flood control, and water resource conservation. to this end, the present study analyzes the precipitation barycenter and its relationship with the spatial distribution of the rain gauge network in ardabil province.materials and methodsto calculate the precipitation amount, the statistics of 49 meteorological stations during the statistical period of 45 years (1971-2016) were used. based on the principle of station extraction and considering the rationality of the lowest density and uniformity, five stations were determined as the minimum possible number. then, densities of 10, 20, 30, and 40 stations were extracted randomly to compare the distribution of precipitation centroids with the density of the station network. the statistics above were used to implement the gravity center model, calculate the standard deviation ellipse in the arcmap 10.8 software environment, and conventional correlation analysis on monthly, seasonal, and annual time scales using xlstat.results and discussionthe results showed that in spring (april to june), the direction of movement of the precipitation barycenter was significantly different and the movement distance was 18.17 km. in summer (july to september), the precipitation barycenter mainly moved 20.18 km to the north. in autumn (october to december), the precipitation barycenter mainly moves 20.49 km to the south and has the longest movement distance among the seasons. in winter (december to march), the precipitation barycenter moves in different directions and has the smallest movement distance (8.35). the annual precipitation barycenter migrated mostly in the southeast direction. the maximum migration of barycenter for 1979 was towards the northwest with 111.78 km. besides, the annual precipitation barycenter in ardabil province in the three decades of 1971-1981 migrated mostly to the northwest and in the other decades to the southeast. the stational network density was positively correlated with changes in the precipitation barycenter (cca = 0.65 at a significance level of 5%).conclusion and suggestionthe highest conventional correlation coefficient of 0.80 was obtained for the density of 40 stations among different densities of 5, 10, 20, 30, 40, and 50, and the lowest coefficient of 0.04 was obtained for the minimum density of 5 stations. based on the results of this study, changes in the movement of precipitation patterns that can be effective in drought and wet periods were identified. it is suggested that the relationship between climate change and elevation factors with spatial-temporal changes in the precipitation center of gravity be investigated.