فایل آشکارسازی تغییرات بارش استان کرمانشاه با مدل های آماری
توضیحات
فایل آشکارسازی تغییرات بارش استان کرمانشاه با مدل های آماریاین پایان نامه در قالب فرمت word قابل ویرایش ، آماده پرینت و ارائه به عنوان پروژه پایانی میباشد چكيده: با روند گرم شدن کره زمین و ارزشمند تر شدن منابع آب به دلیل رشد جمعیت و نیاز صنایع و کشاورزی، بررسی های متعددی همسو با برنامه های حفاظت و حراست از آب در راستای بررسی تغییرات بارش و برنامه ریزی در زمینه مواجهه با تبعات تغییرات مثبت و منفی صورت گرفته است. هدف در اين تحقيق مطالعه انحراف احتمالي عنصر اقليمي بارش در استان کرمانشاه از حالت نرمال ميباشد. براي بررسي تغييرات اقليمي و دگرگوني بارش از آزمون های آماری من کندال و آریما در ايستگاه های سينوپتيك استان کرمانشاه (کرمانشاه، اسلام آباد غرب، کنگاور، روانسر و سر پل ذهاب ) طی دوره آماری (1988 تا سال 2012) بر مبنای شاخص هاي بارش باران استفاده گرديد. نتایج این تحقیق نشان میدهد که: آزمون من کندال در سطح NORMAL- Z و سطح P- VALUE در ایستگاههاي کرمانشاه، اسلام آباد ، کنگاور ، روانسر و سرپل ذهاب ، به انجام رسيد و این آزمون وجود روند تغییرات بارش در خلال دوره آماری 25 ساله را به خوبي نشان مي دهد و تأييد مي كند. بر اساس میزان آمار T بدست آمده از جدول و نیز سطوح معنی داری و خطای برآوردی می توان نتیچه گرفت که بر اساس چهار مدل آریما، مدل SARIMA(1,1,1)(1,1,1)12 و SARIMA(1,1,0)(0,1,1)12 با کمترین سطح معنی داری نزدیک به سطح خطای 01/0 و میزان آماره T در سطح قابل قبول بیشترین می تواند بهترین برازش را ارائه دهد. در نتيجه در استان کرمانشاه مجموع بارندگی سالانه دارای بیشترین تغییرات می باشد. فصل اول: کلیات پژوهش عنوان ...................................................................................................................................صفحه 1-1- مقدمه ............................................................................................................................................................................2 1-2- بیان مسأله .....................................................................................................................................................................3 1-3- سؤالات اصلی پژوهش .....................................................................................................................................................4 1-4- فرضیات پژوهش .............................................................................................................................................................4 1-5- هدف پژوهش ..................................................................................................................................................................4 1-6- ضرورت واهمیت پژوهش .................................................................................................................................................4 1-7- پیشینهی پژوهش ..............................................................................................................................................................5 فصل دوم: مبانی نظری پژوهش 2-1- مقدمه ............................................................................................................................................................................14 2-2- نقش عوامل انسانی در تغییرات اقلیمی وارزیابی اثرات آن ............................................................................................14 2-3- تعریف سری زمانی .........................................................................................................................................................15 2-4- ویژگیهای سریهای زمانی ..........................................................................................................................................16 2-5- تقسیم بندی سریهای زمانی ........................................................................................................................................16 2-6- مؤلفههای اصلی سری زمانی .........................................................................................................................................17 2-6-2- روند خطی ..................................................................................................................................................................18 2-6-3- نوسانات کوتاه مدت ...................................................................................................................................................18 2-6- 3-1- نوسانات فصلی ....................................................................................................................................................18 2-6-3-2- نوسانات چرخهای ..................................................................................................................................................19 2-6-4- نوسانات نامنظم .........................................................................................................................................................20 2-7- انواع روشهای بررسی روند ............................................................................................................................................................20 2-7-1- محاسن روشهای ناپارامتری .....................................................................................................................................................20 2-7-2- معایب روشهای ناپارامتری .......................................................................................................................................................21 فصل سوم: ویژگیهای جغرافیایی منطقه مورد مطالعه 3-1- مقدمه .............................................................................................................................................................................23 3-2- انتخاب ایستگاهها ..........................................................................................................................................................24 3-3- موقعیت ایستگاهها .........................................................................................................................................................24 3-4- دورهی آماری و روش استخراج دادهها ..........................................................................................................................25 3-5- ویژگیهای توپوگرافی استان ..........................................................................................................................................25 3-5-1- ارتفاعات .....................................................................................................................................................................25 3-5-1-1- سلسله ارتفاعات مهم استان .................................................................................................................................26 3-5-1-1-1- ارتفاعات پاوه ....................................................................................................................................................26 3-5-1-1-2- ارتفاعات حوالی شهر کرمانشاه ........................................................................................................................26 3-5-1-1-3- ارتفاعات حد فاصل مناطق گرمسیری وسرد سیری ........................................................................................27 3-5-1-1-5- ارتفاعات حد فاصل صحنه، کنگاور وسنقر ......................................................................................................27 3-5-2- واحدهای توپوگرافی در استان کرمانشاه ...................................................................................................................28 3-5-2-1- کوهپایه .................................................................................................................................................................28 3-5-2-2- دشتها .................................................................................................................................................................28 3-6- آب و هوا ........................................................................................................................................................................29 3-6-1- بارش ..........................................................................................................................................................................29 3-6-2- دما .............................................................................................................................................................................31 3-6-3- تودههای هوای مؤثر بر منطقه ..................................................................................................................................31 3-6-3-1- کم فشار ایسلند ....................................................................................................................................................31 3-6-3-2- کم فشار مدیترانه ..................................................................................................................................................31 3-6-3-3- توده پرفشار سیبری ..............................................................................................................................................32 3-6-3-4- کم فشار سودانی ...................................................................................................................................................32 فصل چهارم: مواد و روش پژوهش عنوان ....................................................................................................................................صفحه 4-1- مقدمه .............................................................................................................................................................................34 4-2- مدلهای ARIMA ....................................................................................................................................................34 4-2-1- تشخیص مدل آزمایشی .............................................................................................................................................35 4-2-1-1- پیش بینی با مدل ARIMA ...........................................................................................................................35 4-2-2- مدلهای مرکب (اتورگرسیو ومیانگین متحرک) ARIMA ...........................................................................................36 4-3- تحلیل روند با استفاده از مدل MANN- KENDALL ................................................................................................37 4-4- تجزیه و تحلیل رگرسیون ........................................................................................................................................................39 4-4-1- خط رگرسیون بهترین برازش ...........................................................................................................................................39 فصل پنجم: یافتههای پژوهش 5-1- مقدمه .............................................................................................................................................................................42 5-2- آمارههای توصیفی بارش ایستگاههای مورد مطالعه ......................................................................................................42 5-3- تحلیل روند .....................................................................................................................................................................52 5-3-1- تحلیل روند خطی وپلی نومیال مرتبهی 6 مجموع بارندگی ایستگاههای مورد مطالعه ...........................................52 5-4- بررسی همبستگی مقادیر بارندگی ماهیانه واقعی وپیش بینی شده در ایستگاههای مورد مطالعه ................................55 5-5- تحلیل روند با استفاده از آزمون من کندال ....................................................................................................................57 5-6- بررسی روند بارش بر اساس تجزیه تحلیل سری زمانی در ایستگاههای مورد مطالعه .................................................61 5-6-1- ایستگاه کرمانشاه .......................................................................................................................................................61 5-6-1-1- مدلسازی بارش ...................................................................................................................................................61 5-6-1-2- بررسی فرضیات بنیادی مدل ................................................................................................................................62 5-6-2- ایستگاه اسلام آباد غرب ............................................................................................................................................66 5-6-2-1- مدلسازی بارش ...................................................................................................................................................66 5-6-2-2- بررسی فرضیات بنیادی مدل ................................................................................................................................67 5-6-3- ایستگاه کنگاور ..........................................................................................................................................................71 5-6-3-1- مدلسازی بارش ...................................................................................................................................................71 5-6-3-2- بررسی فرضیات بنیادی مدل ................................................................................................................................71 5-6-4- ایستکاه سرپل ذهاب .................................................................................................................................................74 5-6-4-1- مدلسازی بارش ...................................................................................................................................................74 5-6-4-2- بررسی فرضیات بنیادی مدل ................................................................................................................................75 5-6-5- ایستگاه روانسر ...........................................................................................................................................................78 5-6-5-1- مدلسازی بارش ...................................................................................................................................................78 5-6-5-2- بررسی فرضیات بنیادی مدل ................................................................................................................................79 5-6-6- بررسی سری زمانی تبدیل یافته وتعیین مرتبههای تفاضل فصلی وغیر فصلی .......................................................82 5-7- بررسی معنی دار بودن تغییرات ......................................................................................................................................90 فصل ششم: نتیجه گیری 6-1- بحث ونتیجه گیری .......................................................................................................................................................93 6-2- آزمون فرضیات ..............................................................................................................................................................96 6-2-1- فرضیه اول ................................................................................................................................................................96 6-2-2- فرضیه دوم ................................................................................................................................................................96 منابع ومآخذ ...............................................................................................................................................................................97 فهرست جدولها عنوان ..................................................................................................................................صفحه جدول 3 – 1: مشخصات جغرافیایی ایستگاههای مورد مطالعه ...............................................................................................25 جدول 3 – 2: میانگین بارش سالانه ایستگاههای مورد مطالعه ..............................................................................................29 جدول 3-3: میانگین مجموع بارنگی ماهانه (میلیمتر) ایستگاههای مورد مطالعه ...................................................................30 جدول 5-1: نتایج آمارههای توصیفی بارش ماهانه ایستگاه کرمانشاه ....................................................................................44 جدول5-2: نتایج آمارههای توصیفی بارش ماهانه ایستگاه اسلام آباد ....................................................................................44 جدول 5-3: نتایج آمارههای توصیفی بارش ماهانه ایستگاه روانسر ........................................................................................45 جدول 5-4: نتایج آمارههای توصیفی بارش ماهانه ایستگاه کنگاور ........................................................................................45 جدول 5-5: نتایج آمارههای توصیفی بارش ماهانه ایستگاه سرپل ذهاب ..............................................................................46 جدول 5-6: معادله خط رگرسیون وضریب همبستگی بین مقادیر واقعی وپیش بینی شده ....................................................56 جدول5-7 :نتایج آزمون من کندال برای دادهای سالانه ........................................................................................................60 جدول 5-8: محاسبه آزمون کلوموگروف اسمیرنف ایستگاه کرمانشاه .....................................................................................65 جدول 5-9: مقادیر محاسبه شده پیش بینی بارش ایستگاه کرمانشاه ....................................................................................66 جدول 5-10: محاسبه آزمون کلوموگروف اسمیرنف ایستگاه اسلام آباد غرب .......................................................................70 جدول 5-11: مقادیر محاسبه شده پیش بینی بارش ایستگاه کنگاور ......................................................................................70 جدول 5-12: محاسبه آزمون کلوموگروف اسمیرنف ایستگاه کنگاور ......................................................................................74 جدول 5-13:مقادیر محاسبه شده پیش بینی بارش ایستگاه کنگاور .......................................................................................74 جدول 5-14: محاسبه آزمون کلوموگروف اسمیرنف ایستگاه سرپل ذهاب ......................................................78 جدول 5-15: مقادیر محاسبه شده پیش بینی بارش ایستگاه سرپل ذهاب .............................................................................78 جدول5 -16- محاسبه آزمون کلوموگروف اسمیرنف ایستگاه روانسر .....................................................................................82 جدول 5-17: مقادیر محاسبه شده پیش بینی بارش ایستگاه روانسر ......................................................................................82 جدول 5-18: مقادیر D،d p، q ، p و Q مدل نهایی 12(Q ، D ، P) ( q ، d ، p ) SARIMA برای ایستگاههای مورد مطالعه ...............................................................................................................................................................................83 جدول 5-19: بررسی و انتخاب بهترین مدل ARIMA برای ایستگاههای مورد مطالعه ....................................................83 جدول 5-20: مقایسه میانگین بارندگی سالیانه واقعی و پیش بینی شده در ایستگاههای مورد مطالعه .................................84 جدول 5-21: مقایسه مقادیر پیش بینی بارندگی سالیانه ایستگاههای سینوپتیک استان کرمانشاه درسالهای متوالی با استفاده از دورههای آماری مختلف در ساختن مدل، ودرصد اختلاف آنها .............................................................................85 جدول 5-22: نتایج آزمون t جهت نعیین معنی دار بودن اختلاف بین میانگین ماهیانه مقادیر واقعی وپیش بینی شده بارندگی درایستگاههای مورد مطالعه استان کرمانشاه در یک سال معین .............................................................................................88 جدول5- 23: آنالیز واریانس یک طرفه ...................................................................................................................................90 جدول 5-24: آنالیز واریانس یک طرفه ...................................................................................................................................90 فهرست شکلها عنوان.....................................................................................................................صفحه شکل 3 – 1: نقشه موقعیت وپراکنش ایستگاههای سینوپتیک مورد مطالعه ...........................................................................................23 شکل 3-2: نمودار میانگین ماهانه بارش (میلیمتر) ایستگاههای مورد مطالعه .........................................................................................30 شکل 5-1: هیستوگرامهای توزیع بارش ماهانه ایستگاه کرمانشاه ..........................................................................................................47 شکل 5-2: هیستوگرامهای توزیع بارش ماهانه ایستگاه اسلام آباد .........................................................................................................48 شکل 5-3: هیستوگرامهای توزیع بارش ماهانه ایستگاه روانسر .............................................................................................................49 شکل 5-4: هیستوگرامهای توزیع بارش ماهانه ایستگاه کنگاور ..............................................................................................................50 شکل 5-5: هیستوگرامهای توزیع بارش ماهانه ایستگاه سرپل ذهاب .....................................................................................................51 شکل 5-6: روند خطی وپلی نومیال درجه 6 بارش ایستگاه کرمانشاه (2012- 1988) ..........................................................................53 شکل 5-7: روند خطی وپلی نومیال درجه 6 بارش ایستگاه اسلام آباد غرب (2012- 1988) ...............................................................53 شکل 5-8: روند خطی وپلی نومیال درجه 6 بارش ایستگاه روانسر (2012- 1988) ..............................................................................53 شکل 5-9: روند خطی وپلی نومیال درجه 6 بارش ایستگاه کنگاور (2012- 1988) ..............................................................................54 شکل 5-10: روند خطی وپلی نومیال درجه 6 بارش ایستگاه سرپل ذهاب (2012- 1988) ..................................................................54 شکل 5-11: رگرسیون بین مقادیر واقعی وپیش بینی شده میانگین بارش دورهای در ایستگاههای مورد مطالعه .................................56 شکل 5-12: نمودار من کندال تغییر جهش بارش ایستگاه کرمانشاه ......................................................................................................58 شکل 5-13: نمودار من کندال تغییر جهش بارش ایستگاه اسلام آباد غرب ...........................................................................................58 شکل 5-14: نمودار من کندال تغییر جهش بارش ایستگاه کنگاور ..........................................................................................................59 شکل 5-15: نمودار من کندال تغییر جهش بارش ایستگاه سرپل ذهاب .................................................................................................59 شکل 5-16: نمودار من کندال تغییر جهش بارش ایستگاه روانسر ..........................................................................................................60 شکل 5-17: نمودار سری زمانی بارش ایستگاه کرمانشاه ........................................................................................................................63 شکل 5-18: نمودار خود همبستگی بارش ایستگاه کرمانشاه ...................................................................................................................63 شکل 5-19: نمودار خود همبستگی جزئی بارش ایستگاه کرمانشاه ........................................................................................................64 شکل 5-20: نمودار بررسی همگنی واریانس ایستگاه کرمانشاه ..............................................................................................................64 شکل 5-21: نمودار سری زمانی پیش بینی سالهای (2016- 2011) ایستگاه کرمانشاه ......................................................................65 شکل 5-22: نمودار سری زمانی بارش ایستگاه اسلام آباد غرب .............................................................................................................67 شکل 5-23: نمودار خود همبستگی بارش ایستگاه اسلام آباد غرب .......................................................................................................68 شکل 5-24: نمودار خود همبستگی جزئی بارش ایستگاه اسلام آباد غرب .............................................................................................68 شکل 5-25: نمودار بررسی همگنی واریانس ایستگاه اسلام آباد غرب ...................................................................................................69 شکل 5-26: نمودار سری زمانی پیش بینی سالهای (2016- 2011) ایستگاه اسلام آباد غرب ...........................................................69 شکل 5-27: نمودار سری زمانی بارش ایستگاه کنگاور ...........................................................................................................................71 شکل 5-28: نمودار خود همبستگی بارش ایستگاه کنگاور ......................................................................................................................72 شکل 5-29: نمودار خود همبستگی جزئی بارش ایستگاه کنگاور............................................................................................................72 شکل 5-30: نمودار بررسی همگنی واریانس ایستگاه کنگاور ..................................................................................................................73 شکل 5-31: نمودار سری زمانی پیش بینی سالهای (2016- 2011) ایستگاه کنگاور .........................................................................73 شکل 5-32: نمودار سری زمانی بارش ایستگاه سرپل ذهاب ..................................................................................................................75 شکل 5-33: نمودار خود همبستگی بارش ایستگاه سرپل ذهاب .............................................................................................................76 شکل 5-34: نمودار خود همبستگی جزئی بارش ایستگاه سرپل ذهاب ...................................................................................................76 شکل 5-35: نمودار بررسی همگنی واریانس ایستگاه سرپل ذهاب .........................................................................................................77 شکل 5-36: نمودار سری زمانی پیش بینی سالهای (2016- 2011) ایستگاه سرپل ذهاب ................................................................77 شکل 5-37: نمودار سری زمانی بارش ایستگاه روانسر ..........................................................................................................................79 شکل 5-38: نمودار خود همبستگی بارش ایستگاه روانسر ......................................................................................................................80 شکل 5-39: نمودار خود همبستگی جزئی بارش ایستگاه روانسر ............................................................................................................80 شکل 5-40: نمودار بررسی همگنی واریانس ایستگاه روانسر ..................................................................................................................81 شکل 5-41: نمودار سری زمانی پیش بینی سالهای (2016- 2011) ایستگاه روانسر .........................................................................81 شکل 5-42: نمودار میانگین واقعی وپیش بینی شده ایستگاههای مورد مطالعه .....................................................................................87