ارزیابی سطح معنی‌داری برای پیش‌بینی دوران خشکسالی و ترسالی فصل پاییز و شش ماهه سرد ایران براساس وضعیت فازهای تابستانه ENSO

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار بخش مهندسی آب دانشکده کشاورزی دانشگاه شیراز

2 دانشجوی کارشناسی ارشد /هواشناسی کشاورزی دانشگاه شیراز

3 استادیار/ بخش مهندسی آب دانشکده کشاورزی دانشگاه شیراز

چکیده

پیش‌بینی قابل اعتماد از وضعیت آتی دوره‌های خشک و تر، یکی از مبانی اصلی موفقیت در برنامه‌‌‌ریزی منابع آب است. هر چه پیش‌بینی‌ها از مبنای علمی و سطح معنی‌داری بالاتری برخوردار باشند، اعتماد عمومی به آنها بیشتر شده و حجم خسارات کاهش می‌یابد. تعیین سطح معنی‌داری پیش‌بینی‌ها روش‌های آماری خاص خود را طلب می‌نماید که در سال‌های اخیر مورد توجه محققین قرار گرفته است. با توجه به این که در تحقیقات قبلی پدیده ال‌نینو ـ نوسانات جنوبی (ENSO)١ یکی از نمایه‌های مهم در امر پیش‌بینی دوران خشک و تر ایران شناخته شده است، در تحقیق حاضر سطح معنی‌داری برای پیش‌بینی وقوع این دوران‌ها براساس وضعیت فازهای ENSO از طریق کاربرد آزمون دقیق فیشر2 مورد بررسی قرار گرفت. مقدار شاخص SOI3 در فصل تابستان به عنوان پیشگوکننده و شرایط خشک و تر در فاصله زمانی اکتبر تا دسامبر (پاییز) و همچنین شش ماهه سرد سال (اکتبرتا مارس) به عنوان پیشگوشونده در نظر گرفته شدند. نتایج به دست آمده بیانگر آن بود که با وقوع یک ال‌نینوی تابستانه و در شرایطی که مقدار SOI کمتر از (٥-) باشد، پیش‌بینی ترسالی پاییزه در بسیاری از نقاط کشور از سطح معنی‌داری %٩٥ یا بالاتر برخوردار است. در این شرایط پیش‌بینی شرایط خشکسالی از نظر آماری ممکن نیست. همچنین نتایج نشان می‌دهند که در دوران ال‌نینوی تابستانه، پیش‌بینی معقول برای مناطق شرقی سواحل دریای خزر وقوع شرایط نرمال (نه ترسالی) می‌باشد. همچنین در دوران لانینای تابستانه (٥ SOI >) در تعداد زیادی از ایستگاه‌های مورد مطالعه، شرایط خشکسالی پیش‌بینی می‌گردد که در نتیجه عملاً پیش‌بینی ترسالی در سطح کشور منطقی نیست. در حالی که وقوع ال‌نینوی تابستانه احتمال وقوع ترسالی در شش ماهه سرد سال را به‌ میزان قابل توجهی افزایش می‌دهد، وقوع لانینای تابستانه تأثیر معنی‌داری بر وقوع خشکسالی 6 ماهه ندارد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Significance Level in the ENSO- based Prediction of Autumnal Dryness and Wetness in Iran

نویسندگان [English]

  • M. J Nazemosadat 1
  • A Ansaribasir 2
  • M. R Pishvaei 3
1 Associate Professor, College of Agriculture, Shiraz University
2 MS, College of Agriculture ,Shiraz Univercity
3 Assistant Professor, College of Agriculture, Shiraz University
چکیده [English]

Reliable prediction of dry and wet periods is an essential component in competent management of water resources. A more reliable prediction of the climate, pushes the public approach to these predictions further and lowers the disaster costs. Since the (ENSO)1 has recently been introduced as an important predictor for the anticipation of seasonal wet and dry conditions in Iran, the present study evaluates the significance level of such prediction for autumal and six-monthly (October- march) precipitation using Fisher2 Exact test. Using the summer time (SOI)3 as the predictor, the significance of the occurrence of meteorological dry and wet conditions during following autumn is investigated. It has been shown that after a strong El Niñoevent in summer (SOI<-5), wet conditions are anticipated for most parts of the country at a 95% significance level. On the other hand, the prediction of dry conditions is not significant for such an event. It has found that the occurrence of normal rather than wet or dry conditions is significant for the eastern coasts of the Caspian Sea as the El Niño is prevalence. During strong vigorous cold ENSO periods (SOI >5), the occurrence of autumnal dry conditions are significant for most of the studied stations at the 95% level. During such periods the prediction of wet conditions were found to be statistically meaningless for all parts of the country. It is shown that the occurrence of summer El Niño leads to the dominance of wet conditions in about half of the studied stations. The prevalence of summer La Nina does not however lead to the wide spread six-monthly drought.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Iran
  • Drought
  • ENSO
  • El Nino
  • Precipitation
  • Fisher exact test
  • Contingency table
ناظم السادات، س. م. ج و شیروانی، ا. 1385، «کاربرد مدل تحلیل همبستگی متعارف برای مطالعه تأثیر دمای سطح آب خلیج فارس بر بارندگی زمستانه مناطق جنوبی ایران»، ارائه شده به مجله علمی  کشاورزی دانشگاه اهواز، جلد 29، شماره 2 ص‌ص 77-65.
ناظم السادات، س.م.ج.، سامانی،ن. و مصطفی مولایی نیکو. 1384. « تغییر اقلیم در جنوب و جنوب غرب ایران از دیدگاه مشاهدات بارش؛بر همکنش با پدیده ال‌نینو - نوسانات جنوبی»، مجله علوم کشاورزی دانشگاه شهید چمران اهواز، ج ٢. شماره ٢٨، زمستان ٨٤، ص‌ص ٨٢-٩٩.  
Agresti, A. (1990), Categorical Data Analysis. John Wiley, 558 p.
Agresti, A. (1996), An Introduction to Categorical Data Analysis, John Wiley, 290 p.
Bradley, R.S., H.F. Diaz, G. N. Kiladis, and J.K. Eischeid (1987), ENSO signal in continental   temperature and precipitation records. Nature, 327, pp. 497-501.
Fisher, R. A. (1935), The logic of inductive inference (with discussion). J. Roy. Stat. Soc., 98, pp. 39–82.
Fisher, R. A. (1970), Statistical Methods for Research Workers. Oliver and Boyd, 362 p.
Halpert, M. S., and C. F. Ropelewski. (1992), Surface temperature patterns associated with the Southern Oscillation. J. Climate., 5, pp. 577-593.
 
Hui, G., W. Yongguang, and Jinhai, H. (2006), Weakening significance of ENSO as a predictor of summer precipitation in China, Geophys. Res. Lett., 33, L09807, doi: 10.1029/2005GL025511.
Kane, R. P. (1999), Some characteristics and precipitation effects of the El Nino of 1997- 1998.J.   Atmos. Terr. Phys., 61, pp. 1325-1346.
Kiladis, G. N., and Diaz, H. F. (1989), Global climate anomalies associated with extremes in the Southern Oscillation. J. Climate., 2, pp. 1069-1090.
Latif, M., and Coauthors. (1998), A review of the predictability and prediction of ENSO. J.Geophys. Res., 103, pp. 14375-14393.
Mason. S. J and Goddard. L. (2001), Probabilistic precipitation anomalies Associated with ENSO. Bulletin of the American Meteorological Society, pp. 619-638.
Nazemosadat,  M. J. and  Cordery, I. (2000), On the relationships between ENSO and autumn  rainfall in Iran. International Journal of Climatology, No. 20. pp. 47-61.
Nazemosadat, M. J., Ghasemi, A. R. (2004), Quantifying the ENSO Related Shifts in the intensity and Probability of Drought and Wet periods in Iran. Journal Of Climate, Vol. 17. No. 20 pp. 4005-4018.
Neelin, J. D., D. S. Battisti, A. C. Hirst, F. F. Jin, Y. Wakata, T. Yamagata, and S. E. Zebiak (1998), ENSO theory. J. Geophys. Res., 103, pp. 14261-14290.
Partharsarathy, B., Diaz, H. F. and Eischeid, J. K. (1988), Predictions of all_India summer monsoon rainfall and Southern Oscillation. J. geophys. Res., 93, pp. 5341- 5350.
Ropelewski, C. F., and Halpert, M. S. (1987), Global and regional scale precipitation patterns associated with the EL Nino Southern Oscillation. Mon. Wea. Rev., 115, pp. 1606-1626.
Ropelewski,C. F., and Halpert, M. S. (1989), Precipitation patterns associated with the EL  Nino   Southern Oscillation. J. Climate, 2, pp. 268-284.
Ropelewski, C. F., and Halpert, M. S. (1996), Quantifying Southern Oscillation precipitation  relationships. J. Climate, 9, pp. 1043-1059.
Shukla, J., and Paolina, D.A. (1983), The southern oscillation and long range forecasting of the summer monsoon rainfall over India. Mon. Wea. Rev., 111- pp. 1830-1837.
 
Stockdale, T. N., Anderson, D. L. T., Alves, J. O. S. and Balmaseda, M. A. (1998), Global seasonal rainfall forecasts using a coupled ocean- atmosphere model. Nature, 392, pp. 370-373.
Shu, P.J and Lau, K. M. (1991), Teleconection in global rainfall anomalies: Seasonal inter-decal time Scales:Teleconection  linking Worldwide Climate Anomalies: Scientific Basis and Social Impact., M. H. Glantz,R. W. Katz and N. Nicholls, Eds., Cambridge Univesity Press, pp. 227-256.
Timm, O., Pfeiffer, M. and Dullo, W. C. (2005), Nonstationary ENSO-precipitation teleconnection over the equatorial Indian Ocean documented in a coral from the Chagos Archipelago, Geophys.Res. Lett., 32, L02701, doi: 10.1029/2004GL021738.