پژوهش‌های تغییرات آب و هوایی

پژوهش‌های تغییرات آب و هوایی

تحلیل زمانی- مکانی روند تغییرات نمایه‌های بارش سالانه زاگرس جنوبی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
پریسا یوسفی 1
محمد ناجی 2
مصطفی کریمی احمدآباد 3
علی اکبر شمسی پور 3
قاسم عزیزی 4
1 دانشجوی دکتری آب‌وهواشناسی، گروه جغرافیای طبیعی، دانشکده جغرافیا، دانشگاه تهران، تهران، ایران
2 دانشجوی دکتری آب‌وهواشناسی، گروه جغرافیای طبیعی، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران
3 دانشیار اقلیم شناسی گروه جغرافیای طبیعی، دانشکده جغرافیا، دانشگاه تهران، تهران، ایران
4 استاد اقلیم شناسی گروه جغرافیای طبیعی، دانشکده جغرافیا، دانشگاه تهران، تهران، ایران
10.30488/ccr.2025.534109.1292
چکیده
تغییر نمایه‌های اقلیمی به‌خصوص بارش، شناخت مفیدی از روند تغییر شرایط اقلیمی به‌دست می‌دهد. منطقه زاگرس جنوبی، با ویژگی‌های کوهستانی_دشتی و وابستگی بالای فعالیت‌های کشاورزی و منابع آبی آن به بارش، به‌طور ویژه‌ نیازمند درک رژیم بارشی و روند تغییرات آن‌ است. این پژوهش با هدف درک روند تغییر بارش با استفاده از هشت نمایه بارش سالانه در 61 ایستگاه با دوره آماری 1978 تا 2020 انجام  شد. روند تغییرات با بهره‌گیری از آزمون ناپارامتری من–کندال استخراج و جهت ارزیابی تغییرات بارش مورد بررسی و تحلیل قرار گرفت. نتایج نشان داد، که در منطقه زاگرس جنوبی، روند تغییرات بارش به‌ویژه در نمایه تعداد روز بارشی و بدون بارش، اغلب به‌ سمت کاهش بارش و افزایش خشکی است.  چنانکه 89 درصد از ایستگاه‌ها، افزایش در تعداد روز بدون بارش، را نشان داده‌اند که از این میان 37 درصد از آن‌ها از نظر آماری معنادار بوده است. همچنین، در بیش از 90 درصد از ایستگاه‌ها، روند کاهشی در تعداد روزهای بارشی بیش از 0.1 میلی‌متر مشاهده شد که این روند نیز در 42 درصد از ایستگاه‌ها معناداری بوده است. بارش‌های سبک (0.1 تا 10 میلی‌متر) و متوسط (10 تا 20 میلی‌متر) در بیشتر نقاط روندی کاهشی دارند. در تعدادی از ایستگاه‌ها روند افزایشی غیر معنی دار بارش‌های سنگین و فوق‌سنگین مشاهده شد، که می‌تواند بیانگر افزایش رویداد بارشی کوتاه‌مدت و شدید باشد. درکل می توان گفت ، روند کلی بارش سالانه در بیشتر ایستگاه‌ها کاهشی بوده و کاهش در بیشینه بارش 24 ساعته نیز در 80 درصد ایستگاه‌ها مشاهده شد. این نتایج حاکی از تغییرات جدی در الگوی بارش منطقه و افزایش احتمال بروز خشکسالی و سیلاب‌ ناگهانی است که مدیریت مؤثر منابع آبی به هدف کاهش خسارات محتمل در این منطقه را ضروری می‌سازد.
کلیدواژه‌ها
آزمون من
کندال تغییرات بارش خشکسالی مدیریت منابع آبی ایران
موضوعات

عنوان مقاله English

Spatiotemporal Analysis of Annual Rainfall Indices Trends in Southern Zagros

نویسندگان English

Parisa Yosefi 1
Mohammad Naji 2
mostafa karimi ahmad abad 3
AliAkbar Shamsipour 3
Ghasem Azizi 4
1 PhD Candidate in Climatology, Department of Physical Geography, Faculty of Geography, Tehran University, Tehran, Iran
2 PhD Candidate in Climatology, Department of Physical Geography, Faculty of Earth Sciences, University of shahid beheshti,Tehran, Iran
3 Associate professor of Climatology, Department of Physical Geography, Faculty of Geography, Tehran University, Tehran, Iran
4 Professor of Climatology, Department of Physical Geography, Faculty of Geography, Tehran University, Tehran, Iran,
چکیده English

Changes in climatic indices, particularly precipitation, provide valuable insights into the trend in climatic conditions. The southern Zagros region, due to its complex mountainous-plain characteristics and the high dependency of agricultural activities and water resources on rainfall, requires a comprehensive understanding of rainfall patterns and their temporal variations. This study aimed to investigate precipitation trends using eight annual precipitation indices across 61 meteorological stations over the 1978 to 2020. The trends were analyzed using the non-parametric Mann-Kendall test to evaluate rainfall changes and identify statistically significant changes. The results indicated that, precipitation trends, particularly in terms of the number of rainy and rainless days, generally tend toward a decrease in rainfall and an increase in drought conditions across the region. Specifically, 89% of the stations showed an increase in the number of rainless days, with 37% of stations exhibiting statistical significance. Furthermore, over 90% of the stations exhibited a decrease in the number of rainy days (>0.1 mm), with 42% showing statistically significant reductions. Light (0.1–10 mm) and moderate (10–20 mm) precipitation displayed decreasing trends at most stations. In some stations, a non-significant increasing trend in heavy and very heavy rainfall precipitation was observed, indicating an increase in the frequency of short-term, intense precipitation events. Overall, the annual precipitation trend declined at most stations, and maximum 24-hour precipitation also decreased in approximately 80% of the stations. These results highlight substantial alterations in regional precipitation patterns, and suggest an increased likelihood of droughts and flash floods, and emphasize the critical need for effective water resource management and mitigation strategies in the southern Zagros region

کلیدواژه‌ها English

Drought Iran Mann
Kendall test Precipitation changes Water resources management
1.   انصاری، سپهدار. (1382). بررسی سینوپتیکی، سیستم‌های سیل زا در حوضه‌های آبریزکهگلویه وبویراحمد، پایانامه کارشناسی ارشد، رشته آب‌و‌هواشناسی و برنامه ریزی محیطی، دانشگاه تربیت معلم، گروه جغرافیا.
2.   احمدزاده، ابراهیم؛  ولیزاده کامران، خلیل؛ مختاری، داود؛ رسولی، علی اکبر. (1401). بررسی تغییرات بارش‌های حدی در استان تهران با استفاده از مدل مقادیر اوج‌های بالاتر از آستانه. جغرافیا و برنامه‌ریزی، 26(79)، 1-12. doi: 10.22034/gp.2022.10845
3.   بهروزی، عبدالحمید؛ ناظم السادات، سید محمد جعفر؛ پیشوایی، محمدرضا . (1402). ارزیابی روند تغییرات بارش در سری زمانی درازمدت شیراز. مجله پژوهش‌های خشکسالی و تغییراقلیم، 1(1)، 19-32. doi: 10.22077/jdcr.2023.5856.1001
4.   پناهی، علی؛ حسینی، سید محمد؛ خرم آبادی، فرحناز؛ قوی بنیاد، فرشته . (1400). بررسی روند تغییرات زمانی- مکانی بارش پاییزه شمال غرب کشور. پژوهش‌های تغییرات آب و هوایی، 2(8)، 67-82. doi: 10.30488/ccr.2021.320407.1066
5.   تخت اردشیر، اشرف. (1391). ارزیابی روش‌های درون یابی بارش در اقلیم شناسی (مورد: جنوب غرب ایران)، پایان نامه کارشناسی ارشد، رشته آب‌و‌هواشناسی، دانشگاه تهران.
6.     ثنایی، مریم؛ براتی، غلامرضا؛ شکیبا، علیرضا . (1399). تحلیل سری‌های زمانی دیرپایی فصل بارش در ایران. پژوهش‌های اقلیم شناسی، 1399(42)، 61-76.
7.   جوانشیری، زهره؛ عباسی، فاطمه . (1402). تحلیل مکانی روند بارش‌های سنگین فصلی و سالانه کشور با استفاده از رگرسیون چندک. پژوهش‌های تغییرات آب و هوایی، 4(15)، 39-54. doi: 10.30488/ccr.2023.411246.1155
8.     جاوری، مجید. (1380). تغییرات زمانی دما و بارش ایران، رساله دکتری، رشته آب‌و هواشناسی، دانشگاه تهران
9.   حلبیان, امیرحسین. (1401). ارزیابی تغییرات مکانی و زمانی بارش در ایران. مهندسی اکوسیستم بیابان، 5(13)، 101-116. https://sid.ir/paper/254484/fa
10.  حجام، سهراب؛ خوشخو، یونس؛ وندی، رضا شمس الدین. (1387). تحلیل روند تغییرات بارندگی‌های فصلی و سالانه چند ایستگاه منتخب در حوزه مرکزی ایران با استفاده از روش‌های ناپارامتری. پژوهش‌های جغرافیای طبیعی، (63)، 157-168. https://sid.ir/paper/5428/fa
11. رسولی، علی اکبر؛  قاسمی، احمد رضا؛ روشنی، رقیه؛ قاسمی، احمد رضا . (1392). تحلیل تغییرات زمانی و مکانی بارش‌های سالانه ایران. تحقیقات جغرافیایی(توقف انتشار)، 28(108)، 205-224.
12. رحیمی، دانا؛ خوشحال دستجردی، جواد؛ رحیمی، داریوش. (1399) تحلیل روند سیلابهای حداکثر در حوضه کرخه. مجله علمی  پژوهشی مخاطرات محیط طبیعی، (269) 43-58. https://doi.org/10.22111/jneh.2020.32258.1579
13. رورده، همت‌الله؛ یوسفی، یدالله؛ معصوم‌پور سماکوش، جعفر؛ فیضی، وحید. (1393). تغییرپذیری زمانی – مکانی بارش‌های حدی در ایران. جغرافیا و برنامه ریزی محیطی، 25(2)، 25-36. doi:  20.1001.1.20085362.1393.25.2.4.8
14. ستاری، محمدتقی؛ باقری، راضیه؛ شیرینی، کیمیا؛ اللهویردی پور؛ پویا . (1403). مدل‌سازی بارش روزانه و ماهانه تبریز با استفاده از مدل‌های یادگیری جمعی و رگرسیون درخت تصمیم. پژوهش‌های تغییرات آب و هوایی، 5(18)، 31-48. doi: 10.30488/ccr.2024.433394.1192
15. شاکریان، سجاد؛ ترابی پوده، حسن؛ شاهی نژاد، بابک؛ نقوی، حامد. (1398) بررسی روند تغییرات بارندگی و دبی رودخانه‌های حوضه کارون بزرگ با استفاده از روش TFPW - MK، تحقیقات منابع آب ایران، 15 (3): 272-282. https://dor.isc.ac/dor/20.1001.1.17352347.1398.15.3.21.2
16. عزیزی، قاسم؛ علیزاده، تیمور. (1393). ارتباط بین تیپ الگوهای گردشی تراز دریا، با بارش‌های فراگیر در ایران. پژوهش‌های جغرافیای طبیعی, 46(3)، 297-310. doi: 10.22059/jphgr.2014.52133
17. عزیزی، قاسم؛ صفرراد، طاهر؛ محمدی، حسین؛ فرجی سبکبار، حسنعلی. (1395). ارزیابی و مقایسة داده‌های بازکاوی‌شدة بارش جهت استفاده در ایران. پژوهش‌های جغرافیای طبیعی، 48(1)، 33-49. doi: 10.22059/jphgr.2016.57026
18.  عزیزی، قاسم؛ روشنی، محمود. (1387). مطالعه تغییر اقلیم در سواحل جنوبی دریای خزر به روش من- کندال. پژوهش‌های جغرافیای طبیعی، (63)، 13-28.
19. کریمی، مصطفی؛ جعفری، ایوب؛ بنی عامریان، امیر؛ کاکی، سیف اله. (1399). تحلیل آماری – همدیدی تاریخ اوّلین بارش مؤثّر در غرب و شمال غرب ایران. جغرافیا و پایداری محیط، 10(2)، 1-19. doi: 10.22126/ges.2020.4514.2117
20. کریمی، مصطفی؛ نوروزی، فهیمه؛ جعفری، مهناز؛ خوش اخلاق، فرامرز؛ شمسی پور، علی اکبر. (1400). هم‏ زمانی تغییرات مکانی واچرخند عربستان در تراز 850 hPa با بارش‏‌های اکتبر تا مارس در ایران. پژوهش‌های جغرافیای طبیعی، 53(4)، 509-529. doi: 10.22059/jphgr.2022.330917.1007647
21. میرزایی حسنلو، ایوب، عبقری، هیراد، و عرفانیان، مهدی. (1399). تحلیل روند بارندگی و شاخص تمرکز بارش در ایستگاه‌های سینوپتیک حوضه دریا چه ارومیه. جغرافیا و توسعه، 18(59 )، 21-40. SID. https://sid.ir/paper/361697/fa
22. مظفری، غلامعلی؛ شفیعی، شهاب (1395). واکاوی زمانی – مکانی بارش‌های حدی مناطق غربی ایران، فصلنامه جغرافیای سرزمین، 13(52)، 77-94. https://sanad.iau.ir/fa/Article/822705?FullText=FullText
23. ملکی نژاد، حسین؛ سلیمانی مطلق، مهدی؛ جایدری، اعظم؛ شاطر‌آبشوری، سمیه. (1391). تحلیل روند تغییرات بارندگی و خشکسالی با استفاده از آزمون‌های من-کندال و سن در استان تهران. نیوار، 37(81-80)، 43-54.
24. محمدی، حسین؛ عزیزی، قاسم؛ تقوی، فرحناز؛ یوسفی، یدالله. (1390). تغییرپذیری زمانی و مکانی بیشینه بارش ماهانه در بخش‌های جنوبی دریای خزر. پژوهش‌های جغرافیای طبیعی، 43(75). https://sid.ir/paper/466528/fa
25. محمدی، حسین؛ عزیزی، قاسم؛ خوش اخلاق، فرامرز؛ فیروز، رنجبر. (1396). تحلیل روند شاخص‌های حدی بارش روزانه در ایران، پژوهش‌های جغرافیای طبیعی،49(1) ، 21-37، doi: 10.22059/jphgr.2017.61577
26.  موحدی، سعید؛ سلطانیان، محمود (1390). سامانه اطلاعات جغرافیایی و اقلیم شناسی، انتشارات کنکاش، چاپ اول.
27. یاری زنگنه، مرضیه؛ مصطفوی، اسماعیل؛ داستار, یگانه. (1404). تحلیل و ارزیابی محتوایی تولیدات علمی پژوهشگران ایران در حوزه موضوعی تغییرات اقلیمی: یک مطالعه علم‌سنجی، پژوهش‌های تغییرات آب و هوایی( مقالات اماده انتشار)  doi: 10.30488/ccr.2025.498605.1263
28.  یوسفی، یدالله. (1390). تغییرپذیری زمانی و مکانی تناوب‌های بارشی در کرانه‌های جنوبی دریای خزر، رساله‌ دکتری، رشته آب‌و‌هواشناسی، دانشگاه تهران.
29.  یوسفی، پریسا. (1398). واکاوی تغییرپذیری زمانی و مکانی بارش در زاگرس جنوبی، پایان نامه کارشناسی ارشد، رشته آب‌و‌هواشناسی، دانشگاه تهران.
30.              Agbo, P. Golden C. Offorson, Abubakar S. Yusuf, John O. Bassey, Moses A. Okono, Ugochukwu Nkajoe, Patrick O. Ushie. (2025). Innovative trend analysis of precipitation changes over Nigeria: A case study of locations across the Niger and Benue Rivers. Journal of the Nigerian Society of Physical Sciences, 7(1), 1868. https://doi.org/10.46481/jnsps.2025.1868
31.              Ferreira, G. W., & Reboita, M. S. (2022). A new look into the South America precipitation regimes: observation and forecast. Atmosphere, 13(6), 873.‏ https://doi.org/10.3390/atmos13060873
32.              Hartmann, H., & Andresky, L. (2013). Flooding in the Indus River basin - A spatiotemporal analysis of precipitation records. Global and Planetary Change, 107, 25–35. https://doi.org/10.1016/j.gloplacha.2013.04.002
33.              Hamed, K. H. (2008). Trend detection in hydrologic data: The Mann–Kendall trend test under the scaling hypothesis. Journal of hydrology, 349(3-4), 350-363.‏ https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2007.11.009
34.              Kim, B. S., Hossein, S. Z., & Choi, G. (2011). Evaluation of temporal-spatial precipitation variability and prediction using seasonal ARIMA model in Mongolia. KSCE Journal of Civil Engineering, 15(5), 917–925. https://doi.org/10.1007/s12205-011-1097-9
35.              Lana, A., Campins, J., Genovés, A., & Jansà, A. (2007). Atmospheric patterns for heavy rain events in the Balearic Islands. Advances in Geosciences, 12, 27–32. https://doi.org/10.5194/adgeo-12-27-2007
36.              Martínez, M. D., Lana, X., Burgueño, A., & Serra, C. (2007). Spatial and temporal daily rainfall regime in Catalonia (NE Spain) derived from four precipitation indices, years 1950-2000. International Journal of Climatology, 27(1), 123–138. https://doi.org/10.1002/joc.1369
37.              Mondal, A., Kundu, S., & Mukhopadhyay, A. (2012). Case Study Rainfall Trend ANALYSIS BY MANN-KENDALL TEST : A CASE STUDY OF NORTH-EASTERN PART OF CUTTACK DISTRICT , ORISSA School of Oceanographic Studies , Jadavpur University , Kolkata-700032 * Author for Correspondence Case Study Trend Analysis. International Journal of Geology, Earth and Environmental Sciences, 2(1), 70–78.
38.              Nazeri Tahroudi, M. Comprehensive global assessment of precipitation trend and pattern variability considering their distribution dynamics. Sci Rep 15, 22458 (2025). https://doi.org/10.1038/s41598-025-06050-5
39.              Nishiyama, K., Endo, S., Jinno, K., Bertacchi Uvo, C., Olsson, J., & Berndtsson, R. (2007). Identification of typical synoptic patterns causing heavy rainfall in the rainy season in Japan by a Self-Organizing Map. Atmospheric Research, 83(2-4 SPEC. ISS.), 185–200. https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2005.10.015
40.              Rasooli, A. A., Ghasemi, A. R. , Roshani, R. and Ghasemi, A. R. (2013). Analyzing the Spatial-Temporal Changes of Annual Precipitation of Iran. Geographical Research, 28(108), 205-224.
41.              Sayem, M.Zaman, & Jha, M. K. (2014). Seasonal and annual precipitation time series trend analysis in North Carolina, United States. Atmospheric Research, 137, 183–194. https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2013.10.012
42.              Stathis, D., & Myronidis, D. (2009). Principal component analysis of precipitation in Thessaly region (central Greece). Global Nest Journal, 11(4), 467–476. https://doi.org/10.30955/gnj.000534
43.              Sharafi, S., & Mir Karim, N. (2020). Investigating trend changes of annual mean temperature and precipitation in Iran. Arabian Journal of Geosciences, 13(16), Article 759. https://doi.org/10.1007/s12517-020-05695-y
44.              Seibert, P., Frank, A., & Formayer, H. (2007). Synoptic and regional patterns of heavy precipitation in Austria. Theoretical and Applied Climatology, 87(1–4), 139–153. https://doi.org/10.1007/s00704-006-0198-8
45.              Wan, L., Zhang, X. P., Ma, Q., Zhang, J. J., Liu, E. J., & Xie, M. L. (2011). Spatiotemporal trends of precipitation on the Loess Plateau of China. In International Congress on Modelling and Simulation, Perth, Australia (pp. 12-16).‏
46.              Yang, P., Xia, J., Zhang, Y., & Hong, S. (2017). Temporal and spatial variations of precipitation in Northwest China during 1960–2013. Atmospheric Research, 183, 283–295. https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2016.09.014