سالاری جزی, میثم. (1396). تعیین تغییرات توزیع بارش سالانه در برخی از ایستگاه‌های نیمه شمالی ایران. مجله پژوهش‌های حفاظت آب و خاک, 24(4), 143-159. doi: 10.22069/jwsc.2017.11808.2628
میثم سالاری جزی. "تعیین تغییرات توزیع بارش سالانه در برخی از ایستگاه‌های نیمه شمالی ایران". مجله پژوهش‌های حفاظت آب و خاک, 24, 4, 1396, 143-159. doi: 10.22069/jwsc.2017.11808.2628
سالاری جزی, میثم. (1396). 'تعیین تغییرات توزیع بارش سالانه در برخی از ایستگاه‌های نیمه شمالی ایران', مجله پژوهش‌های حفاظت آب و خاک, 24(4), pp. 143-159. doi: 10.22069/jwsc.2017.11808.2628
سالاری جزی, میثم. تعیین تغییرات توزیع بارش سالانه در برخی از ایستگاه‌های نیمه شمالی ایران. مجله پژوهش‌های حفاظت آب و خاک, 1396; 24(4): 143-159. doi: 10.22069/jwsc.2017.11808.2628
تعیین تغییرات توزیع بارش سالانه در برخی از ایستگاه‌های نیمه شمالی ایران
دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان-گروه مهندسی آب
چکیده
سابقه و هدف: در کنار محدودیت‌های اولیه آزمون‌های متداول بررسی روند بارش(رگرسیون خطی معمولی، من-کندال، سن و...)، این روش‌ها فقط به برآورد میانگین یا میانه شرطی می‌پردازند و کوانتایل‌های مختلف را در نظر نمی‌گیرند. بررسی روند تغییرات تابع توزیع احتمال تجربی (EPDF) و تابع توزیع تجمعی تجربی (ECDF) می‌تواند منجر به دستیابی به اطلاعات کامل‌تری در مقایسه با روش‌های متداول شود. در این مطالعه هدف کاربرد رگرسیون کوانتایل در برآورد تغییرات EPDF و ECDF بارش سالانه در پنج ایستگاه در شمال کشور و تحلیل ان‌ها می‌باشد. مواد و روش‌ها: با استفاده از رگرسیون کوانتایل خطوط رگرسیون برای کوانتایلها (95/0-05/0 با گام 01/0) برآورد گردید. بر اساس شیب خطوط رگرسیون کوانتایل و نیز معنی داری آماری آن‌ها در سطح 05/0 نمودار شیب-کوانتایل رسم و بررسی شد. با در نظر گرفتن کوانتایل های منتخب 9/0، 7/0، 5/0، 3/0 و 1/0 نمودار روند بارش سالانه در سری‌های مختلف ارایه شد و نتایج تحلیل گردید. با کاربرد مفهوم رگرسیون کوانتایل نمودارهای EPDF و ECDF سال اول و سال آخر دوره آماری ثبت شده در هر سری برآورد شده و نمودار آن تعیین گردید و مقایسه بین آن‌ها گرفت. یافته‌ها: با در نظر گرفتن سطح 05/0 معنی داری آماری، تعداد خطوط با شیب‌های مثبت در همه سری‌های از تعداد خطوط با شیب‌های منفی به مراتب بیشتر بوده است. بررسی نمودار خطوط رگرسیون کوانتایل نشان می‌دهد برای سری داده های مشهد خطوط روند برای کوانتایل‌های بالایی کاهشی و برای کوانتایل‌های پایینی افزایشی است در حالیکه برای سایر سری‌ها خطوط بالایی روند افزایشی و خطوط پایینی روند کاهشی را نشان می‌دهند. همچنین در سری داده های گرگان، بندر انزلی، تبریز و ارومیه بزرگی شیب خطوط روند در کوانتایل‌های پایینی از بزرگی شیب خطوط روند در کوانتایل‌های بالایی بیشتر است اما برای سری مشهد این الگو به شکل معکوس برقرار است. بررسی مقایسه ای نمودارهای ECDF در ابتدا و انتهای دوره بیانگر آنست که سری داده های تبریز، گرگان و ارومیه و تا حدی بندر انزلی ECDF ها دارای تفاوت مشهود در کران پایینی سطوح احتمال مورد بررسی هستند اما برای سری داده های مشهد این تفاوت محدود می‌باشد. بررسی الگوی تغییراتEPDF نشان می‌دهد برای هر پنج سری پارامتر مکان نسبتاً ثابت است اما تغییرات پارامتر مقیاس موجب تیزتر شدنEPDF انتهای دوره سری داده مشهد و مسطح‌تر شدن سری‌های داده های گرگان، بندر انزلی، تبریز و ارومیه شده است. بعلاوه برای سری داده های مشهد و بندر انزلی بیش‌ترین تغییرات در انتهایEPDF و برای سری داده های گرگان، تبریز و ارومیه تغییرات در ابتدایEPDF مشاهده می‌شود. نتیجه گیری: کاربرد رگرسیون کوانتایل می‌تواند بدون تأثیر از محدودیت‌های روش‌های متداول تحلیل روند منجر به دسترسی به طیف وسیع‌تری از نتایج کاربردی شود. بین علامت شیب خطوط رگرسیون در کوانتایل‌های بالایی و پایینی در هر پنج سری تفاوت کاملاً مشخصی وجود دارد که نشان می‌دهد روش‌های متداول نمی‌توانند ابزاری مناسب برای بررسی روند رویدادهای حدی باشد. نتایج این تحقیق نشان می‌دهد که رگرسیون کوانتایل یک ابزار مفید جهت تحلیل تغییرات EPDF و ECDF داده‌ها در طول سری زمانی است و این تحلیل نتایج کاملاً مفیدتری در مقایسه با روش‌های متداول بررسی روند ارایه می‌دهد.
Determination of Distributional Changes of Annual Rainfall in Some Semi-Northern Stations in Iran
نویسندگان [English]
Meysam Salarijazi
Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources
چکیده [English]
Background and objectives: In addition to the limitations of conventional for investigation of rainfall trend tests (OLR, Mann-Kendall, Sen), these are only provided to estimate the conditional mean or median and do not consider different quantiles. Investigation of trend of changes of empirical probability distribution function (EPDF) and empirical cumulative distribution function (ECDF) can lead to more detailed information in comparison with conventional methods. The objectives of this study are application of quantile regression for estimation of changes in EPDF and ECDF of five annual rainfall series in northern Iran and interpreting their results. Materials and methods: The linear regression lines were estimated using quantile regression considering quantiles (0.05-0.95 with 0.01 steps). Then slope-quantiles curve were extracted based on slopes of quantile regression lines and considering 0.05 statistical significance level. The graphs of trends of different annual rainfall series were presented considering selected quantiles 0.9, 0.7, 0.5, 0.3 and 0.1 and the results were analyzed. The curves of EPDF and ECDF belonging to first and last years of data recorded periods estimated with concept of quantile regression and their curves were plotted and comparison between first and last year curves were done. Results: The numbers of lines with positive slopes were considerably more than negative slopes considering 0.05 statistical significance level. Investigation of quantile regression lines showed decreasing and increasing trend lines for upper and lower quantiles respectively for Mashhad series but increasing and decreasing trend lines for upper and lower quantiles of other series. In addition, the magnitude of slope lines for lower quantiles were more than those belonging to upper quantiles for Gorgan, Bandar-Anzali, Tabriz and Urmia series but there were inverse pattern for Mashhad series. Comparative assessment of ECDF curves belonging to first and last recoded years revealed apparent difference in lower level of probability for Tabriz, Gorgan, Urmia and (to some extent) Bandar-Anzali but a limited difference for Mashhad series. Assessment of changes pattern of EPDF showed relatively constant location parameters but changes in scale parameters that resulted in peakness for last year EPDF of Mashahad but flatness for Gorgan, Bandar-Anzali, Tabriz and Urmia series. In addition, most of the changes related to end part of EPDF for Mashhad and Bandar-Anzali series while related to beginning for Gorgan, Tabriz and Urmia series. Conclusion: Thequantile regression can be used without affecting the limitations of conventional methods for trend analysis to access a wider range of applied analysis. There were apparent differences between signs of quantile regression lines belonging to upper and lower levels in all of five investigated series that showed Conventional methods could not be a useful tool for trend assessment of extreme events. The results of this study showed quantile regression is a suitable method to analyses changes in EPDF and ECDF of time series and this type of analysis present more useful results with comparison to conventional trend analysis methods.
کلیدواژه‌ها [English]
Quantile Regression, Changes, Annual Rainfall, Empirical Probability Distribution Function, Empirical Cumulative Distribution Function
ابتدای صفحه