كاربرد مدل‌هاي لوگ-خطي در تحليل انتقال طبقات خشكسالي شاخص بارندگي استاندارد (SPI) در ايستگاه‌هاي هواشناسي قديمي ايران طي قرن بيستم

Application of log-linear models for analysis of the SPI drought class transitions in old weather stations of Iran during 20th century

مديريت موثر منابع آب در شرايط خشكسالي نيازمند درك فرايندها و علل حاكم بر پديده خشكسالي است. در اين مطالعه، بر مبناي سري‌هاي زماني شاخص بارندگي استاندارد (SPI) چهار ايستگاه قديمي هواشناسي ايران (تهران، مشهد، اصفهان و بوشهر) فراواني انتقال طبقات مختلف شدت خشكسالي در نيمه اول قرن بيستم با نيمه دوم آن مقايسه شد. از يك پنجره زماني 12 ماهه براي محاسبه SPI استفاده شد. براي تحليل فراواني انتقال طبقات خشكسالي SPI از مدل‌هاي سه بعدي لوگ-خطي استفاده شد. برازش مدل‌هاي لوگ-خطي بر ماتريس فراواني‌هاي انتقال از يك طبقه شدت خشكسالي به هر طبقه ديگر با استفاده از آزمون آماري نسبت درست‌نمايي كاي مربع ارزيابي شد. براي تصميم‌گيري در مورد تغيير فراواني‌هاي انتقال طبقات شدت خشكسالي در نيمه دوم نسبت به نيمه اول قرن بيستم، شاخص نسبت بخت‌ها (Odds ratio) و فاصله اطمينان مربوطه در هر يك از ايستگاه‌ها محاسبه شد. نتايج به‌دست آمده در همه ايستگاه‌ها حاكي از برازش مطلوب مدل‌هاي لوگ-خطي بر ماتريس فراواني‌هاي انتقال در سطح اعتماد 5 درصد است. همچنين، مشخص شد كه به جز ايستگاه تهران، فراواني انتقال طبقات متوسط و شديد خشكسالي در مابقي ايستگاه‌ها طي نيمه دوم قرن بيستم افزايش معني‌دار يافته است. فراواني غيرشرطي طبقات متوسط و شديد خشكسالي در برخي از ايستگاه‌هاي مطالعاتي در نيمه دوم قرن بيستم تا 3 برابر نسبت به نيمه اول افزايش يافته است.

Successful water management to cope with drought requires an understanding of the governing processes and causes. In this study, the frequency of drought class transitions in the first half of 20th century were compared with those of the second half of 20th century based on the time series of standardized drought index (SPI) for four old weather stations of Iranincluding Tehran, Mashhad, Esfahan, and Bushehr. . A time window of 12 months was used to compute the SPI. Three-dimensional log-linear models were used to analysis of the SPI drought class transition. Fitting log-linear models to the contingency tables of transition frequency from a given drought class to each class were evaluated by means of likelihood ratio of chi-square (G2). Odds ratio and respected confidence interval were estimated for both half of 20th century in the stations of interest. The findings show log-linear models have an acceptable fit to the observed frequencies of transition at all stations at 5% level. In addition, , with an exception for Tehran station, the transition frequencies of moderate and severe drought classes have in increased in the rest of the stations during the second half of 20th century compared to its first half. The unconditional probability of moderate and severe droughts in some of stations has been increased up to 3 times during the second half of 20th century compared to the first half.