پیش بینی سری زمانی بارش سالانه ۱۲۵ ساله مشهد

نویسندگان

1 دانشجوی آمار و ریاضی، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران

2 دانشیار، گروه آمار و ریاضی، عضو هیات علمی، دانشگاه پیام نور،تهران، ایران

3 مربی، هیدرولوژی، دانشگاه آزاد اسلامی، مشهد، ایران

doi
چکیده

سری‌های زمانی بارش در مقیاس سالانه دارای سه مولفه روند، تغییرات بلند مدت و نوسانات تصادفی است. دو مولفه روند و تغییرات بلندمدت با طول دوره آماری کمتر از ۱۰۰ سال در مناطق خشک و نیمه‌خشک بیان نمی‌شود. لذا الگوهای سری زمانی خطی، غیرخطی، ابتکاری یا فراابتکاری نمی‌تواند به خوبی این پدیده را تببین کنند. سری زمانی بارش سالانه و طولانی مدت ایستگاه مشهد با دوره آماری ۱۲۵ سال در این تحقیق بررسی شد. ابتدا معنی‌داری روند با بکارگیری دو آزمون ناپارامتری من-کندال و سن در سطح 95درصد ارزیابی شد. نتایج نشان داد بارش سالانه مشهد روند معنی‌دار در میانگین ندارد. اما روند در واریانس وجود دارد که با تبدیل باکس-کاکس تثبیت شد. بررسی تغییرات دوره‌ای با برازش چندجمله‌ای‌ها از درجه شش تا ۱۲ انجام و نتایج نشان داد که هیچکدام معنی‌دار نیستند. انتخاب بهینه تعداد پارامترهای الگو بر اساس توابع خودهمبستگی( ACF)، خودهمبستگی جزئی (PACF)، خوهمبستگی‌توسعه‌یافته ( EACF)، معیارهای آکائیک (AIC) و بیز‌ (BIC) انجام شد. عملکرد الگوها با معیارهایی مانند میانگین قدرمطلق خطا (MAE)، مجذور مربعات خطا (RMSE)، میانگین درصد قدرمطلق خطا (MAPE) و غیره بررسی شد. نتایج نشان داد الگوی IMA(1,1) دارای تعداد بهینه پارامتر در الگو، پارامترهای معنی‌دار و بهترین عملکرد است و مشاهدات نیز دارای داده پرت نیستند. نتایج تحلیل باقیمانده‌ها نیز نشان داد که باقیمانده‌ها نسبت به زمان پایا هستند، از توزیع نرمال پیروی می‌کنند و مستقل‌اند. بنابراین، سری زمانی بارش سالانه طولانی مدت مشهد از نوفه سفید پیروی می‌کند و بهترین پیش‌بینی مقدار بارش، میانگین داده‌ّها است.