بررسی ماهیت آشوبناکی نوسانات روزانه تراز آب دریاچه ارومیه
نویسندگان
1 دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه تبریز
2 دانشکده مهندسی عمران و زمین شناسی، دانشگاه ساسکاچوان، کانادا
3 دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه تبریز
4 دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه تبریز
5 دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی امیرکبیر
doi
چکیده
نظریه آشوب به مطالعه پدیدهها و سیستمهای دینامیکی غیرخطی و پیچیدهای میپردازد که رفتار آنها در نگاه اول تصادفی بهنظر میسد، اما در واقع همین سیستمها تحت حاکمیت قوانین مشخصی میباشند و با نگاهی عمیقتر، نوعی دوره تناوب و نظم در آنها مشهود میگردد. حساسیت به شرایط اولیه، ناپایداری، غیرپریودیک، قطعی و غیرخطی بودن، خصوصیات یک سیستم آشوبناک را تعریف میکنند. در سیستمهای هیدرولوژیکی آشوبناک نیز، میتوان از تحلیل سری زمانی بلند مدت، سری زمانی کوتاه مدت را استخراج کرد و همچنین اطلاعات و روابط سیستم را بدون نیاز به یافتن قوانین یا روابط دینامیکی حاکم، کشف کرد. از آنجا که نوسانات تراز آب دریاچهها ماهیتی دینامیکی و غیرخطی دارد، لذا نظریه آشوب میتواند نقش مهمی را در شناخت این پدیده ایفا نماید. با لحاظ اهمیت و موقعیت ملی - جهانی دریاچه ارومیه، هدف از این تحقیق، مطالعه نوسانات روزانه تراز آب دریاچه ارومیه در طول دوره آماری 44 ساله اخیر با استفاده از مفاهیم نظریه آشوب میباشد. اولین گام جهت مطالعه یک فرآیند با این نظریه، بررسی آشوبناکی آن است که روش بعد همبستگی از مرسومترین این روشها است. بدین منظور پس از محاسبه زمان تأخیر و بازسازی فضای حالت، بعد محاط با استفاده از توابع خود همبستگی و الگوریتم نزدیکترین همسایگی کاذب تعیین شده و سپس شیب نمودار بعد همبستگی محاسبه گردیده است. مقدار عددی غیر صحیح این شیب، مبین آشوبپذیری سیستم میباشد. نمای لیاپانوف و پهنای باند در توان طیفی فوریه نیز دیگر شاخصهای بررسی ماهیت آشوبناکی هستند که در این مطالعه مورد بررسی قرار گرفتهاند و نتایج حاصله از آنها نیز حاکی از آشوبی بودن سیستم میباشد.