خوشه‏ بندی ایستگاه‏ های سینوپتیک ایران بر اساس پارامترهای هواشناسی و جغرافیایی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری هواشناسی کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، ایران

2 دانشگاه فردوسی مشهد

3 دانشیار آمار ریاضی، دانشگاه فردوسی مشهد، ایران

4 استاد علوم و مهندسی آب، دانشگاه فردوسی مشهد، ایران

doi
چکیده

خوشه‏ بندی ابزاری است که داده ‏های موجود را در گروه های مختلفی قرار می‏دهد. عموما تعداد خوشه‌ها بر اساس کمترین تغییرات درون گروهی و بیشترین تغییرات برون گروهی مشخص می‌شود. منطقه مورد نظر پهنای ایران می‏باشد. مختصات طول، عرض، ارتفاع جغرافیایی، میانگین دما، رطوبت نسبی و مجموع بارش ماهانه 420 ایستگاه سینوپتیک از زمان تاسیس تا سال 2018 در این پژوهش به کار گرفته شده است. پس از بررسی،پاک‏سازی و ترمیم داده ‏ها تنها 375 ایستگاه برای حضور در ادامه پژوهش باقی ماندند. با توجه به اینکه طول دوره آماری یک عامل مهم اثرگذار در خوشه ‏بندی است، ایستگاه‏ ها برحسب دوره آماری به سه دوره کمتر از 5 سال با 42 ایستگاه، 6-10 سال با 33 ایستگاه و بیشتر از 10 سال با 300 ایستگاه دسته ‏بندی شدند. هفت روش خوشه بندی سلسله مراتبی (5 زیرمجموعه) و افرازی (2زیرمجموعه) در این پژوهش استفاده شده است. از ضریب همبستگی کوفنتیک ، آزمون عرض سیلوئت (سایه نما) به عنوان دومعیار برای انتخاب روش خوشه‏ بندی استفاده شده است. کدنویسی ها در نرم افزار آماری R انجام شد. بر اساس شاخص‌‏های ضریب کوفنتیک و سیلوئت بهترین تعداد و روش خوشه برای داده‏ های 5-1 سال 4 خوشه با روش افرازی میانه ‏محور، داده‏ های 10-6 سال 5 خوشه با روش سلسله مراتبی میانگین محور و برای ایستگاه ‏ها با دوره آماری بیش از 10سال 4خوشه و روش افرازی میانگین محور می‏باشد. پهنه ‏بندی خوشه‏ ها بر نقشه جغرافیایی ایران با استفاده از نرم‏افزار ARCGIS برای هر سه دسته رسم شده است.