Nghiên cứu tác động của các biến số thủy khí hậu lên mức nước hồ Urmia sử dụng chỉ số đồng nhất sóng

Journal of Water and Climate Change - Tập 10 Số 1 - Trang 13-29 - 2019
Vahid Nourani1,2, Mahsa Ghasemzade2, Ali Danande Mehr3,2, Elnaz Sharghi2
1Department of Civil Engineering, Near East University, P.O. Box: 99138, Nicosia, North Cyprus, Mersin 10, Turkey
2Department of Water Resources Engineering, Faculty of Civil Engineering, University of Tabriz, Tabriz, Iran
3Department of Civil Engineering, Antalya Bilim University. Antalya, Turkey

Tóm tắt

Tóm tắt

Trong bài báo này, đồng nhất biến đổi wavelet được thực hiện để khảo sát tác động của các biến số thủy khí hậu đến sự dao động mức nước ở hai hồ nước mặn lớn tại Trung Đông có vị trí địa lý tương tự, đó là hồ Urmia ở phía tây bắc Iran, nơi có một hệ sinh thái rất nhạy cảm do kim tự tháp sinh thái đơn giản, cùng với hồ Van ở phía đông bắc Thổ Nhĩ Kỳ. Nghiên cứu hiện tại điều tra các xu hướng trong các bậc cao hơn của chuỗi thời gian thủy văn. Mục tiêu của bài báo này là điều tra tính phức tạp của chuỗi thời gian mức nước hồ Urmia, điều này có thể dẫn đến việc giảm dao động của chuỗi thời gian. Để đạt được điều này, độ mạnh và mối quan hệ giữa năm biến số thủy khí hậu, bao gồm lượng mưa, dòng chảy, nhiệt độ, độ ẩm tương đối, cũng như sự bốc hơi và dao động mức nước ở các hồ được xác định và thảo luận theo vùng công suất chung cao, mối quan hệ pha và tương quan đa quy mô tại chỗ. Kết quả cho thấy rằng trong số các biến số thủy khí hậu, dòng chảy có độ đồng nhất cao nhất (0.9–1) với sự dao động mức nước ở các hồ. Mặc dù cả hai hồ đều nằm trong một khu vực khí hậu tương tự, trong 15 năm gần đây, xu hướng bất lợi trong sự dao động mức nước của hồ Urmia cho thấy tình trạng nghiêm trọng cho hồ này.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

2008, River flow forecasting using wavelet and cross-wavelet transform models, Hydrol. Process., 22, 4877, 10.1002/hyp.7107

2002, The Illustrated Wavelet Transform Handbook: Introductory Theory and Applications in Science, Engineering, Medicine and Finance

2008, Using wavelets to decompose the time–frequency effects of monetary policy, Physica A, 387, 2863, 10.1016/j.physa.2008.01.063

2006, Climatic and hydrological variations during the last 117–166 years in the south of the Iberian Peninsula, from spectral and correlation analyses and continuous wavelet analyses, J. Hydrol., 324, 24, 10.1016/j.jhydrol.2005.09.010

2015, A comparative study of population-based optimization algorithms for downstream river flow forecasting by a hybrid neural network model, Eng. Appl. Artif. Intell., 46, 258, 10.1016/j.engappai.2015.09.010

2013, Streamflow prediction using linear genetic programming in comparison with a neuro-wavelet technique, J. Hydrol., 505, 240, 10.1016/j.jhydrol.2013.10.003

2014, Successive-station monthly streamflow prediction using neuro-wavelet technique, Earth Sci. Inform., 7, 217, 10.1007/s12145-013-0141-3

2014, Identification of trends in hydrological and climatic variables in Urmia Lake basin, Iran, Theor. Appl. Climatol., 119, 443

2012, Analyzing the combined influence of solar activity and El Niño on streamflow across southern Canada, Water Resour. Res., 48

2015, Modeling of groundwater level fluctuations using dendrochronology in alluvial aquifers, J. Hydrol., 529, 1060, 10.1016/j.jhydrol.2015.09.028

2004, Application of the cross wavelet transform and wavelet coherence to geophysical time series, Nonlin. Process. Geophys., 11, 561, 10.5194/npg-11-561-2004

2010, Introduction to Monte Carlo simulation, AIP Conference Proceedings, 1204, 17

2009, Investigation of aquifer-estuary interaction using wavelet analysis of fiber-optic temperature data, Geophys. Res. Lett., 36

2011, Identifying non-stationary groundwater level response to North Atlantic Ocean-atmosphere teleconnection patterns using wavelet coherence, J. Hydrol., 19, 1269

2003, Influence of the Arctic Oscillation and El Nino-Southern Oscillation (ENSO) on ice conditions in the Baltic Sea: the wavelet approach, J. Geophys. Res., 108

2004, Trend analysis of streamflow in Turkey, J. Hydrol., 289, 128, 10.1016/j.jhydrol.2003.11.006

2010, Environmental impacts of desalination on the ecology of Lake Urmia, J. Great. Lakes. Res., 36, 419, 10.1016/j.jglr.2010.06.004

1999, Application of wavelet transforms in earthquake, wind and ocean engineering, Eng. Struct., 21, 149

1975, Rank Correlation Methods

2010, Cross wavelet analyses of annual continental freshwater discharge and selected climate indices, J. Hydrol., 385, 269, 10.1016/j.jhydrol.2010.02.029

Foufoula-Georgiou, 1995, Wavelet spectrum analysis and ocean wind waves, Wavelets in Geophysics, 151

2002, Extending North Atlantic Oscilation reconstruction back to 1500, Atmos. Sci. Lett., 2, 114

2015, Spatio-temporal analysis of regional trends and shift changes of autocorrelated temperature series in Urmia lake basin, Water Resour. Manage.

1989, Review of multifrequency channel decomposition of images and wavelet models, IEEE Transactions of Acoustic, Speech and Signal Processing, Multidimensional Signal Processing, 37, 2091, 10.1109/29.45554

1945, Nonparametric tests against trend, Econometrica, 13, 245, 10.2307/1907187

2004, Cross wavelet analysis, significance testing and pitfalls, Nonlin. Process. Geophys., 11, 505, 10.5194/npg-11-505-2004

2012, Interannual variations of tropical cyclone activity over the north Indian Ocean, Int. J. Climatol., 32, 819, 10.1002/joc.2304

2014, Wavelet-based regularization of the extracted topographic index from high-resolution topography for hydro-geomorphic applications, Hydrol. Process., 28, 1345, 10.1002/hyp.9665

2009, Combined neural-wavelet model for prediction of Ligvanchayi watershed precipitation, Eng. Appl. Artif. Intel., 22, 466, 10.1016/j.engappai.2008.09.003

2015, Wavelet based trend analysis of hydrological processes at different timescales, J. Water Clim. Change, 6, 414, 10.2166/wcc.2015.043

2016, The hybrid of SOM clustering method and wavelet-ANFIS approach to model and infill missing groundwater level data, J. Hydrol. Eng., 21

2007, Wavelet and neuro-fuzzy conjunction model for precipitation forecasting, J. Hydrol., 342, 199, 10.1016/j.jhydrol.2007.05.026

2016, Impacts of climate change and water resources development on the declining inflow into Iran's Urmia Lake, J. Great. Lakes Res., 42, 942, 10.1016/j.jglr.2016.07.033

2011, Hydrologic synthesis using entropy theory: review, J. Hydrol. Eng., 16, 421, 10.1061/(ASCE)HE.1943-5584.0000332

1993, Wavelet transforms versus Fourier transforms, Bull. Amer. Math. Soc., 28, 288, 10.1090/S0273-0979-1993-00390-2

1998, A practical guide to wavelet analysis, Bull. Amer. Meteor. Soc., 79, 61, 10.1175/1520-0477(1998)079<0061:APGTWA>2.0.CO;2

1999, Interdecadal changes in the ENSO-monsoon system, J. Climate, 12, 2679, 10.1175/1520-0442(1999)012<2679:ICITEM>2.0.CO;2

2010, Prediction of rainfall time series using modular artificial neural networks coupled with data-preprocessing techniques, J. Hydrol., 389, 146, 10.1016/j.jhydrol.2010.05.040

2015, Analysis of space–time non-stationary patterns of rainfall–groundwater interactions by integrating empirical orthogonal function and cross wavelet transform methods, J. Hydrol., 525, 585, 10.1016/j.jhydrol.2015.03.057

2015, Spatio-temporal validation of long-term 3D hydrological simulations of a forested catch using empirical orthogonal functions and wavelet coherence analysis, J. Hydrol., 529, 1754, 10.1016/j.jhydrol.2015.08.011