تحلیل احتمالی خشکسالی هواشناسی با استفاده از شاخص های rdi و spi و روش زنجیره های مارکوف

خشکسالی مشخصه نرمال و طبیعی از اقلیم است که بطور مجازی در تمام رژیم های اقلیمی اتفاق می- افتد. خشکسالی هواشناسی بصورت یک دوره زمانی مشخص می باشدکه در آن دوره بارندگی کمتر از یک مقدار ویژه است.در این تحقیق با کمک شاخص های خشکسالی (spi, rdi)، خشکسالی هواشناسی برای 10 ایستگاه سینوپتیک منتخب کشور که دارای آماری بیش از 30 سال می باشند (با توجه به تنوع اقلیم) با استفاده از مدل زنجیره های مارکوف مدلسازی گردید. از شاخص های خشکسالی به منظور تعیین دوره های تر و خشک و همچنین طبقه بندی کلاس های مختلف شدت خشکسالی استفاده شد. یکی ازروش های آماری که امروزه جهت مدلسازی و ویژگیهای بارشی، دوره های تر و خشک، زیاد مورد استفاده قرار می گیرد، مدل زنجیره ی مارکوف است. به منظور توصیف احتمالی پدیده خشکسالی و شناخت رفتارهای شاخص های فوق و تعیین پایش خشکسالی در کلاس های متفاوت شدت و مشخص نمودن بهترین شاخص خشکسالی در ایستگاهها، از مدل زنجیره های مارکوف استفاده شد. برای این منظور، از مقادیر شاخص های خشکسالی، به عنوان ورودی های مدل زنجیره ی مارکوف استفاده کرده و خشکسالی ها به کلاس های مختلفی از شدت طبقه بندی گردید. سپس مدلهای مختلفی از زنجیره های مارکوف را برای شاخص های مذکور تشکیل شد و برای هر یک از این مدل ها، ماتریس احتمال انتقال مارکوف محاسبه شد. با کمک این ماتریس ها، احتمال انتقال کلاس های مختلف، احتمال وقوع شدت در هر کلاس، زمان رسیدن کلاس های خشکسالی به ترسالی، میانگین دوره تناوب در هر کلاس شدت و بیشترین دوره تناوب در هر کلاس شدت محاسبه شد. همچنین برای تعیین مناسب ترین مدل و حالت شاخص های خشکسالی، اقدام به انجام آزمون های انتخاب بهترین مدل شد که در این پژوهش از تست های aic و bic و lr استفاده گردید. مناسب ترین حالت و مرتبه ی زنجیره ی مارکوف با در نظر گرفتن شاخص های خشکسالی spi و rdi ارائه شدو مشخص گردید که در هر ایستگاه سینوپتیک کشور با توجه به شرایط موجود در آن باید از چه شاخص، کدام حالت و مرتبه چندم مدل زنجیره های مارکوف استفاده شود. نتایج این تحقیق نشان داد که با توجه به شرایط اقلیمی و نوع کاربرد, ممکن است شاخص spi و یا شاخص rdi مناسب باشد. همچنین با توجه به نتایج، می توان برداشت کرد که در بسیاری از مناطق باید از مدل مارکوف مرتبه اول استفاده شود.