پاسخ به:بانک مقالات جغرافیا
| 4 : تحقيقات جغرافيايي تابستان 1384; 20(2 (پیاپی 77)):83-99. |
| |
| كاربرد مدل هاي فوريه در برآورد دماي ماهانه و آينده نگري آن، مطالعه موردي: دماي مشهد |
| |
| غيور حسنعلي,عساكره حسين |
| |
| |
|
به دليل اهميت و تاثير دما بر شرايط محيطي و نيز نقش آن در برنامهريزيهاي مبتني بر دانستههاي اقليمي، الگوسازي رفتار دما به خصوص در سالهاي اخير مورد توجه محافل علمي بوده است. ميانگين ماهانه دما همانند غالب عناصر اقليمي رفتاري همراه با نوعي تموج و عمدتا با حركتي منظم و متناوب به بالا و پايين مشخص ميشود. رفتارهاي تناوبي به هر شكل كه باشند، با استفاده از توابع سينوسي در فركانسهاي مختلف با تقريب مناسب و قابل قبولي برآورد و پيشبيني ميشوند. در اين راستا مدلهاي فوريه از ابزارهاي مفيد و كارا به شمار ميآيند. در اين مقاله ضمن معرفي روشهاي الگوسازي فوريه، يك الگوي فوريه براي متوسط ماهانه دماي شهر مشهد، بر اساس يك سري 106 ساله (1272 ماه) از ژانويه سال 1891 تا دسامبر سال 1996 تعيين ميكنيم. دادههاي مربوط به دوره مزبور از سه منبع اطلاعاتي استخراج و پردازش شدهاند:
طي دوره 1891-1950 ميانگين ماهانه دما ازگزارش"سازمان جهاني هواشناسي" تحت عنوان: ” گزارش جهاني هوا “ استخراج شده است. در اين گزارش دما به درجه فارنهايت ثبت گرديده بود. در دوره مذكور دو مرحله دادههاي مفقود (مجموعا 2 سال) طي دورههاي 1895- 1904 (10 سال) و 1941- 1950 (10 سال) وجود داشته است. دادههاي مربوط به دورههاي مزبور از شركت ملي نفت - واحد اهواز اخذ گرديده است. از سال 1951 به بعد با تاسيس سازمان هواشناسي كشور ميانگين دما در اين ايستگاه تحت نظارت سازمان مذكور به ثبت رسيده است. به منظور همخواني دماي پيش از دهه 1950 و بعد از آن، دماي گزارش شده به وسيله سازمان جهاني هواشناسي به درجه سلسيوس تبديل شده است. مدل تعيين شده شامل متغير توضيحي رستهاي و يك متغير توضيحي سينوسي - كسينوسي است. در واقع مولفههاي سينوسي و كسينوسي، همساز (هارمونيک)هايي هستند كه در شكلگيري رفتار سري تناوبي موثرند. تعداد اين همسازها (مولفههاي نوساني) حداكثر نصف طول دادهها است. چرا كه رفتار نوساني حداقل از دو مولفه (سينوسي و كسينوسي) تشكيل شده است. در واقع هر همساز گوياي يک روند روبه بالا و يک روند روبه پايين در يک سري زماني است. بنابراين هر طول موج متوالي در سري زماني تناوبي با يک همساز نشان داده ميشود. براي تعيين مولفههاي سينوسي - كسينوسي معنيدار با استفاده از دوره نگار، ترتيب اهميت همسازها را تعيين ميكنيم. سپس با جستجو در بين چند همساز مهم اول، چرخههاي معنيدار پنهان را پيدا ميكنيم. بر اين اساس بهترين الگوي قابل برازش بر ميانگين ماهانه دماي مشهد به وسيله همساز يكصد و ششم آرايه شده است كه در سطح 01/0 معنيدار است. پس از بررسي مدل به لحاظ درستي فرضها، با استفاده از آن متوسط درجه حرارت ماهانه تا دسامبر 2004 پيشبيني و فواصل اطمينان ارايه گرديده است.
ضريب همبستگي و ضريب تعيين معيارهايي هستند كه هريک به نحوي درصد موفقيت الگو را در توصيف سري نشان ميدهند. در اين الگو ضريب همبستگي 976/0 و ضريب تعيين 2/95 درصد و خطاي استاندارد باقيماندهها 912/1 محاسبه شده است.
لازم به توضيح است كه سري علاوه بر روندي تناوبي، ميبايست به لحاظ روند آزمون شود. اگر دادهها داراي شيبي حول خطي غير افقي باشد، مولفههاي مربوط ميبايست به مدل اضافه شود. آزمون وجود روند براي شيب خطي، سهمي و درجه 3 نيز عدم وجود روند را نشان ميدهد. با در نظر گرفتن قسمت سيستماتيك الگوي برازش يافته، به عنوان مكانيزم مولد مقادير آينده، متوسط درجه حرارت ماهانه از ژانويه 1997 تا دسامبر 2004 پيشبيني شد. در مورد هر يك از مقادير پيشبيني شده با اضافه و كم كردن عدد 748/3 ± يك فاصلة اطمينان 95 درصد براي پيشبيني مقادير به دست ميآيد. حفظ رفتار تناوبي حول يك خط افقي و نيز وجود كرانههايي قابل قبول با فاصله ثابت در امتداد زمان شواهد ديگري بر نيكويي برازش مدل به حساب ميآيد.
تحت شرايط كلي كه معمولا برقرار است، روشهاي معرفي شده در اين مقاله براي الگوسازي هر سري زماني گسسته متساويالفاصله تناوبي ديگر كاربرد دارد. براي سريهاي پيوسته نيز با تقسيم محور زمان به فواصل مساوي ميتوان سري پيوسته را به يک سري گسسته متساوي الفاصله تبديل كرد و از روشهاي معرفي شده، براي الگوسازي آن استفاده نمود.
|
| |
| كليد واژه: همساز، سري هاي فوريه، سري زماني، دوره نگار، مشهد |
| |
 |
|
نسخه قابل چاپ
|
پنج شنبه 7 اردیبهشت 1391 9:14 AM
تشکرات از این پست