به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت
فهرست مطالب نویسنده:

dr mehran lashanizand

  • عنایت الله رحمتی *، مجید منتظری، امیر گندمکار، مهران لشنی زند
    مقدمه
    تبخیر یکی از پدیده های چرخه آبشناسی است که در مطالعات آب از اهمیت ویژه ای برخوردار است. بخش زیادی از بارندگی سالانه در آب و هوای خشک و نیمه خشک که ویژگی آب و هوایی ایران است بدون درنگ به جو بر می گردد. بنابراین تخمین و پیش بینی تبخیر دربرآورد میزان آب مهم خواهد بود. حوضه دز در جنوب غرب ایران، جایی که مهمترین کانونهای آبگیر دائمی کشور در آنجا واقع گردیده قرار دارد و تامین کننده آب پرآب ترین رودخانه کشوراست. براین ا ساس پیش بینی تبخیر به عنوان یکی از مهم ترین پدیده های هیدرولیکی نقش اساسی دربرنامه های مربوط به آب در این حوضه دارد. تبخیر تابع عوامل مختلف بوده و به علت نیاز به متغیرهای اقلیمی متفاوت و اثر متقابل این متغیرها بر همدیگر یک پدیده غیر خطی وپیچیده است و در مطالعه آن باید روش های دقیقی را برای شبیه سازی بکار گرفت. بررسی ارتباط سیگنالهای اقلیمی در میزان تبخیر موضوعی است که می تواند پیش بینی آن را ممکن سازد. سیگنالهای اقلیمی نشانه هایی هستند که متغیرهای آب و هوایی را درمناطق مختلف تحت تاثیر خود قرار می دهند که از میان این سیگنالهای می توان به Nino، NAO، Enso، SST و... اشاره کرد. برای پیش بینی میزان تبخیر براساس این سیگنالها مدلهای مختلفی وجوددارد. پژوهشگران شیوه های گوناگونی را به کار گرفته تا نتایج قابل قبولی را برای نقاط مختلف دنیا بدست آورند. از میان این شیوه ها مدل شبکه عصبی مصنوعی (ANN) به دلیل آنکه دارای رفتار مشابهی با سیستم های نرون زیست شناسی می باشد علاقمندان زیادی دارد. این شبکه توان آنرا دارد که قانون حاکم برداده ها را استخراج نموده و همانند سازی وپیش بینی پارامترهای آب و هوایی را ممکن سازد. در این پژوهش تغییرات تبخیر در حوضه دز در ارتباط با سیگنالهای بزرگ مقیاس اقلیمی مورد بررسی قرار گرفته و ضمن تعیین میزان کارایی شبکه های عصبی مصنوعی و سیگنالهای اقلیمی برای پیش بینی تبخیر، مهمترین سیگنالهای اقلیمی مرتبط با تبخیر در این حوضه مشخص می گردد. داده ها و
    روش ها
    منطقه مورد مطالعه در بر گیرنده حوضه دز می باشد که خود بخشی از حوضه آبریز خلیج فارس است. این حوضه قسمتهایی از استانهای لرستان، چهار محال و بختیاری، خوزستان و مرکزی را شامل میشود.برای انجام پژوهش از آمار مربوط به تبخیر در چهار ایستگاه سینوپتیک داخل واطراف حوضه شامل: خرم آباد، اراک، دزفول و کوهرنگ استفاده گردیده است. طول دوره آماری 29 سال از 1983 تا 2011 برای ایستگاه های خرم آباد و اراک و 19 سال از 1992 تا 2011 برای ایستگاه های دزفول و کوهرنگ می باشد. آمار مربوط به سیگنالهای بزرگ مقیاس اقلیمی از سایت (Noaa) فراهم آمده که طول آن همزمان با سالهای آماری تبخیر است. در این پژوهش جهت شبیه سازی تبخیر در حوضه دز در آغاز شبکه مصنوعی مناسب ساخته شده که مراحل آن شامل: مشخص کردن نوع شبکه و تعیین تعداد نرون در هر لایه، آموزش شبکه و آزمایش شبکه است. پس از آموزش شبکه عصبی، نسبت به تعیین وزن داده ها بین مقادیر صفر و یک اقدام شده وتعداد نرون در لایه پنهان از طریق سعی و خطا مشخص می شود. هر ورودی در وزن متناظرش ضرب شده وسپس با یکدیگر جمع می شوند به این عملیات تابع جمع بندی می گویند. عدد حاصل از تابع جمع بندی به تابع تحریک فرستاده می شود تا آنرا به خروجی تبدیل کند. یافته های پژوهش: با استفاده از ماتریس همبستگی از میان 24 سیگنال بزرگ مقیاس اقلیمی، برای هر ایستگاه تعداد 4 سیگنال که بیشترین ارتباط را با تبخیر دارند مشخص گردید. برای تعیین ساختار بهینه شبکه تعداد نرونها در لایه میانی از 5 تا 15 و نسبت یادگیری (LR) را از 1/0 تا 3/0 تغییر داده، جایی که ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) کمترین مقدار و ضریب تبیین (R2) بیشترین مقدار را نشان می داد به عنوان ساختار بهینه تعیین شد، که ساختار بهینه برای ایستگاه خرم آباد 7 نرون در لایه میانی و نسبت یادگیری 3/، ایستگاه دزفول 10 نرون در لایه میانی و نسبت یادگیری 2/، ایستگاه کوهرنگ 9 نرون در لایه میانی و نسبت یادگیری2/، ایستگاه اراک 8 نرون در لایه میانی و نسبت یادگیری 3/ می باشد. با مشخص شدن شبکه عصبی بهینه، داده های مشاهده ای تبخیر و خروجی شبکه با هم مقایسه شده که نتیجه مقایسه بیانگر همبستگی بالای بین آنها در ایستگاه های حوضه است. میزان این همبستگی در ایستگاه خرم آباد 79 درصد، دزفول 96 درصد، کوهرنگ 88 درصد و اراک 72 درصد می باشد. به منظور پیش بینی تبخیر بین داده های مربوط به خروجی شبکه به عنوان متغیر وابسته و داده های مربوط به سیگنالهای اقلیمی به عنوان متغیر مستقل، همبستگی گرفته که در هر 4 ایستگاه همبستگی بالایی را نشان می دهد، به طوریکه در ایستگاه خرم آباد 5/ 99 درصد، دزفول 3/ 98 درصد، کوهرنگ 2/ 99 درصد و اراک 99 درصد می باشد.
    نتیجه گیری
    ساختار شبکه عصبی مصنوعی بهینه که دارای میزان ضریب تبیین بالا وریشه میانگین مربعات خطای کمتر می باشد ساختاری است که در ایستگاه خرم آباد 7 نرون در لایه میانی با نسبت یادگیری 3/، ایستگاه دزفول 10 نرون در لایه میانی با نسبت یادگیری 2/، ایستگاه کوهرنگ 9 نرون در لایه میانی با نسبت یادگیری 2/ و ایستگاه اراک 8 نرون در لایه میانی با نسبت یادگیری 3 / را دارد. مقایسه داده های مشاهده ای تبخیر و خروجی شبکه عصبی مصنوعی نشان دهنده همبستگی بالای داده های یاد شده است به طوری که میزان این همبستگی در ایستگاه خرم آباد 79 درصد، دزفول 94 درصد، کوهرنگ 80 درصد و اراک 72 درصد می باشد. برای پیش بینی تبخیر بین داده های خروجی شبکه و داده های مربوط به سیگنالهای اقلیمی مرتبط با تبخیر، همبستگی گرفته که نتیجه این همبستگی برای ایستگاه خرم آباد 5/ 99 درصد، دزفول 2/ 98 درصد، کوهرنگ 8/ 98 درصد و اراک 99 درصد است. بنابراین با توجه به بالا بودن ضریب همبستگی بین خروجی شبکه و سیگنالهای اقلیمی، با استفاده از معادله خط همبستگی می توان با دقت بالای 98 درصد نسبت به پیش بینی تبخیر برای ماه های سال بدون آمار تبخیر اقدام نمود.
    کلید واژگان: پیش بینی, تبخیر, سیگنالهای اقلیمی, شبکه عصبی مصنوعی, حوضه دز
    Enayatollah Rahmati *, Dr Majid Montazeri, Dr Amir Gandokar, Dr Mehran Lashanizand
    Introduction
    Evaporation is a phenomenon of Hidrological cycle that is particularly important in studies of water. much of the annual rainfall in arid and semi-arid weather characteristics that Iran immediately returns to the atmosphere. So it will be important to estimate and predict the amount of evaporated to estimate of water. Dez basin in South-West Iran, where the country's main centers of permanent ponds and water supply for the probe is located at the river country. Dez basin in South-West Iran, where most centers are located in its permanent pond.Thus, based on the predicted evaporation as one of the most important hydraulic phenomena essential role of water-related programs in the basin. Evaporation is a function of several factors due to different climatic variables and the interaction of these variables on each other is a complex nonlinear phenomena and should be carefully studied and the methods used for simulations. Investigated the relationship between climatic signals and the amount of evaporation is something that can make it possible to predict. Climatic signals are signs that climate variables in different areas are affected these signals can be noted from Nino, NAO, SST and ENSO.There are several models to predict the evaporation rate based on these signals. Researchers have used various methods to achieve satisfactory results for different parts of the world. Among these methods, Artificial Neural Network because it has a similar behavior is a biological neuron system has many fans.This network has the power to govern the replication of data mining and forecasting climatic parameters make possible. In this study, evaporation changes in Dez basin associated with large-scale climate signals are studied and while determining the performance of artificial neural networks and climate signals to evaporation predict, the most important climate signals associated with evaporation in the basin is characterized.
    Methodology
    The study area includes part of the catchment basin of Dez that is part of the Persian Gulf Catchment.The Basin, parts of the provinces of Lorestan, Chahar Mahal va Bakhtiari, Khuzestan and Markaz.To conduct research related statistics within and around the basin evaporation in four synoptic stations including Khorramabad, Arak, Dezful and Koohrang is applied. During the period of 29 years, from 1983 to 2011 for stations in Khorram Abad and Arak, and 19 years from 1992 to 2011 for Dezful and is Koohrang. Facts about climate Signals obtained from the NOAA site is evaporation during the same time period. In this study, to simulate evaporation in the basin made to fit the artificial networks whichconsists of the determination of the number of neurons in each layer of the network, network training and testing the network. After training the neural network to determine the proportion of data values between zero and one attempt and the number of neurons in the hidden layer through trial and error will be determined. Each entry is multiplied by the corresponding weight and then come together to say that the summation function.The resulting number is the sum of the excitation function is sent to the output formats the network.
    Discussion
    Using the correlation matrix of the 24 climate signal, the signal for each station 4 have been identified as most relevant to evaporation.To determine the optimal structure of the network, the number of neurons in the middle layer of 5 to 15 than learning ratio from 0.1 to 0.3 were changed Where the lowest root mean square error and coefficient of determination showed the highest value was determined as the optimal structure that Optimal structure for the station Khorramabad 7 neurons in the middle layer and learning ratio 0.3, Dezful 10 neurons in the middle layer and learning ratio 0.2, Koohrang 9 neurons in the middle layer and t learning ratio 0.2, Arak 8 neurons in the middle layer and Learning ratio is 0.3.To determine the optimal neural network, the output network evaporate observational data are compared with the results of the comparison indicate a high correlation between stations in the basin. amount of correlation in Khorramabad Station is79%, Dezful 96%, Koohrang 72% and Arak72%. In order to predict the evaporation, the output data networks as dependent variables and data related to climate signals as independent variables, the correlation is derived that In all four stations are highly correlated, so the station Khorramabad 99.5%, Dezful 98.3%, Koohrang 99.2% and Arak is 99%.
    Conclusion
    The best neural network structure which has a higher coefficient and root mean square is less the network of stations Khorramabad has7 neurons in the middle layer with learning ratio 0.3, Dezful 10 neurons in the middle layer with learning ratio 0.2, Kuhrang 9 neurons in the middle layer with learning ratio 0.2, and Arak 8 neurons in the middle layer with learning ratio 0.3. Comparison to evaporation observational data and output of artificial neural network shows the high correlation between these data So that the extent of this correlation on the Khorramabad station is 79%, Dezful 94%, Kuhrang 80% and Arak 72%. In order to predict the evaporation, the output data networks and data related to climate signals, the correlation is derived so the station Khorramabad is 99.5%, Dezful 98.3%, Koohrang 99.2% and Arak is 99%. Therefore, given the high correlation coefficient, using the correlation equation can be predicted with high accuracy of 98% compared to evaporate for months without data should be taken.
    Keywords: predict, evaporation, climate signals, Artifisial neural network, Dez basin
بدانید!
  • در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو می‌شود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشته‌های مختلف باشد.
  • همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته می‌توانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال