پیش بینی ساعتی سرعت و جهت بادهای فرساینده با استفاده از داده های سه ساعته (مطالعه موردی: منطقه زابل)

Abstract

در حال حاضر، سطح بیابان‌‏ها، کویرها و شن‌‏زارهای کشور ۳۴ میلیون هکتار برآورد می‌‏شود که ۲۴ و 15 درصد آن به ترتیب شن‌‏زار و تپه‌‏های شنی است. یکی از مناطقی که در معرض فرسایش شدید بادی می باشد، منطقه زابل بوده که در جنوب شرقی ایران واقع می باشد. مسطح بودن منطقه و وزش بادهای شدید در طول تابستان که گاه سرعت آنها به 120 کیلومتر بر ساعت می رسد، از دلایل عمده وجود فرسایش بادی در این منطقه می باشند. از آنجایی که قدرت باد رابطه مستقیمی با توان سوم سرعت باد داشته و جهت باد نیز بیانگر جهت فرسایش می باشد، دانستن سرعت و جهت باد به صورت ساعتی، به منظور پیش بینی و کنترل فرسایش بادی و آلودگی هوا ضروری است. مدل های متعددی نظیر نرمال، گاما، ریله و نمایی به منظور بیان توزیع سرعت باد توسط پژوهشگران پیشنهاد شده است، اما توزیع فراوانی ویبل به دلایلی نظیر انعطاف پذیری بیشتر و نیاز به تخمین تنها دو پارامتر مقیاس و شکل (c و k)، در این پژوهش به کار گرفته شد. پیش بینی ساعتی سرعت و جهت باد در زابل با استفاده از زیر مدل وضعیت هوا در مدل WEPS انجام گرفت. به دلیل فقدان برخی داده­های سرعت و جهت باد (پنج مشاهده بجای هشت) در ایستگاههای هواشناسی نظیر ایستگاه سینوپتیک زابل، تاثیر این کمبود بر روی پیش بینی سرعت و جهت باد مورد بررسی قرار گرفت. از این رو این پژوهش با هدف تعیین کمینه تعداد سال آماری مورد نیاز جهت پیش بینی ساعتی سرعت و جهت باد، پیش بینی ساعتی سرعت و جهت باد، اعتبار سنجی مدل ویبل در پیش بینی ساعتی سرعت و جهت باد و تجزیه و تحلیل بادهای فرساینده منطقه زابل انجام شد. در این مطالعه، ضرایب همبستگی احتمال وقوع باد با سرعتهای مختلف در هر کدام از 16 جهت بین دو دوره آماری پنج ساله (1990-1986) و ده ساله (1995-1986) محاسبه و با مقادیر موجود در جدول معنی داری ضرایب همبستگی مقایسه شدند. به منظور پیش بینی سرعت و جهت باد، ابتدا پارامترهای مقیاس و شکل توزیع ویبل با استفاده از روش حداقل مربعات محاسبه شدند. سپس توزیع جهت باد، نسبت بیشینه به کمینه سرعت باد و ساعتهای دارای بیشینه سرعت باد در هر ماه تعیین و با انتخاب اعداد تصادفی، سرعت و جهت باد به صورت ساعتی شبیه سازی گردید. نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد که، با اطمینان 99% می توان از آمار خام دوره 5 ساله به جای 10 ساله در پیش بینی سرعت و جهت باد استفاده نمود. بیشترین تطابق داده های سرعت باد با توزیع فراوانی ویبل در ماههایی مشاهده شد که احتمال وقوع باد آرام یا انحراف معیار احتمال وقوع باد از جهتهای مختلف کمتر از سایر ماهها بود. بیشینه و کمینه سرعت باد به ترتیب در حدود ساعت 6 صبح و 6 بعد ازظهر اتفاق افتاد. ماههای خرداد، تیر، مرداد و شهریور بیشترین احتمال وقوع بادهای فرساینده (با سرعت مساوی یا بزرگتر از 8 متر بر ثانیه) را دارا بودند. تجزیه و تحلیل دادهای سرعت و جهت باد نشان داد که بیشترین درصد بادهای فرساینده متعلق به جهت­های غالب باد منطقه، یعنی شمال شمال غربی (NNW)، شمال غربی (NW)، و شمال (N) بود. با اطمینان 99% ، توزیع فراوانی ویبل مدلی قابل قبول برای پیش بینی سرعت و جهت باد در منطقه زابل بود. نتایج این پژوهش، به پژوهشگران و متخصصان حفاظت خاک در پیش بینی و کنترل فرسایش بادی کمک می­نماید. <br />