پيش بيني خشكسالي در منطقه خشك و نيمه خشك ايران با استفاده از مدل هاي سري زماني و زنجيره ماركف

با استفاده از مدل ­هاي سري زماني و زنجيره ماركف مرتبه اول امكان پيش ­بيني پديده خشكسالي در بخش خشك و نيمه خشك مركز و شرق ايران مورد بررسي قرار گرفت. براي اين منظور با استفاده از داده­ هاي بارش 69 ايستگاه سينوپتيك و اقليم شناسي منطقه مورد مطالعه در دوره 2005-1975 نمايه SPI در مقياس هاي زماني سه، شش و 12 ماهه براي همه ايستگاه ­ها محاسبه شد. با استفاده از تحليل مولفه ­هاي اصلي و چرخش به روش وريمكس منطقه مورد مطالعه بر اساس تغييرات زماني SPI سه و 12 ماهه به دو منطقه و بر اساس تغييرات زماني SPI شش ماهه به سه منطقه كاملاً همگن تقسيم و سري زماني نمره استاندارد مولفه هاي انتخابي به عنوان سري زماني منطقه اي SPI در هر منطقه براي پيش بيني شدت خشكسالي با استفاده از مدل هاي سري زماني باكس-جنكينز مورد استفاده قرار گرفت. با برازش مدل هاي مختلف باكس-جنكينز به سري هاي منطقه اي SPI در مقياس هاي مختلف، مدل مناسب براي هر يك از سري هاي منطقه اي شناسايي شد. همچنين با استفاده مدل زنجيره ماركف مرتبه اول احتمال وقوع دوره هاي خشك، نرمال و تر و نيز تعداد و تداوم رويدادهاي خشك و تر مورد انتظار براي همه ايستگاه ها محاسبه شد. نتيجه اين بررسي نشان مي دهد كه احتمال رسيدن از يك حالت معين به همان حالت در ماه بعدي در همه ايستگاه ها بسيار زياد و اغلب بيش از 60 درصد است. در مقابل احتمال گذر از يك وضعيت به وضعيت مخالف در همه ايستگاه ها بسيار پائين و اغلب كمتر از 10 درصد است. نتيجه اين بررسي همچنين نشان داد كه مدل ARMA با سري هاي منطقه اي SPI سه و شش ماهه و مدل SARIMA با سري هاي منطقه اي SPI دوازده ماهه بهترين برازش را دارند. با استفاده از مدل هاي شناسايي شده مقدار SPI براي گام هاي زماني آينده براي هر يك از سري هاي SPI منطقه اي پيش بيني شد و مشخص شد كه مدل هاي انتخاب شده حداكثر مي توانند تا سه ماه آينده را با دقت مناسب پيش بيني كنند، اما از دقت پيش بيني براي گام هاي زماني بيش از سه ماه جلوتر به سرعت كاسته مي شود.