مدل‌سازی و پیش‌بینی متوسط درجه‌ حرارت ماهانه‌ی دمای اصفهان با استفاده از مدل SARIMA

نوع مقاله: مقاله اصلی

نویسندگان

1 دانشجوی دکترا، گروه جغرافیا، دانشکده ادبیات و علوم انسانی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران

2 دانشجوی دکترا، گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران

3 کارشناس ارشد، گروه سازه های آبی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران

چکیده

افزایش دمای کره زمین باعث بروز ناهنجاری‌هایی در اقلیم کره زمین شده که بر تمام زوایای زندگی بشر تأثیرگذار است. در این پژوهش تعیین تغییرات زمانی و مناسب‌ترین مدل برآورد تغییرات دما با استفاده از مدل سری زمانی  SARIMAجهت پیش‌بینی در شهر اصفهان انجام شد. بدین منظور در محیط نرم‌افزار MINITAB از آمار درازمدت میانگین دمای ماهانه اصفهان طی سال‌های 2017-1951 استفاده شد. در ادامه، با استفاده ازسری‌های زمانی، یک الگوی اولیه به‌صورت SARIMA (0, 0, 4) (0, 1, 1)12  و SARIMA(0, 0, 4) (5, 1, 0)12 استخراج شد. سپس با سعی و خطا و روش زیاد برازش دادن این دو الگو، الگوی نهایی به‌صورت SARIMA (0, 0, 4) (0, 1, 1)12  حاصل شد. در مرحله بعدی صحت و دقت این مدل بر اساس آماره AIC و تحلیل نمودارها خودهمبستگی، بافت­نگار باقی­مانده‌های الگو و سایر پارامترها تأیید شد. در نهایت بر اساس مدل‌های برازش یافته، پیش‌بینی برای 10 سال آینده انجام شد. نتایج این پژوهش نشان داد که این مدل از دقت تقریباً خوبی برای پیش‌بینی تغییرات دما طی سال‌های آتی برخوردار است. همچنین فرض استقلال باقی­مانده‌ها با توجه به همبستگی­نگار مربوط به باقی­مانده‌های مدل به­دلیل قرار گرفتن همه خود همبستگی‌ها در محدوده قابل­قبولی قرار دارد، سپس بافت­نگار باقی­مانده‌های الگوی M1 نرمال بودن داده‌ها را نشان داد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Modeling and Predicting the Monthly Average Temperature of Isfahan using SARIMA Model

نویسندگان [English]

  • Sakineh Khani Temeliyeh 1
  • Zobaihollah Khani Temeliyeh 2
  • Seyyed Mahmoud Hosseiniseddigh 1
  • Mohammad Kamangar 1
  • Zahra Shamsi 3
1 PhD Scholar, Department of Geography, Faculty of Literature and Human Sciences, Zanjan University, Zanjan, Iran
2 PhD Scholar, Department of Water Engineering, Faculty of Agriculture, Urmia University, Urmia, Iran
3 M. Sc. Alumni, Department of Hydraulic Structures, Faculty of Agriculture, Shahid Bahonar University, Kerman, Iran
چکیده [English]

Increasing the earth temperature causes anomalies in the planet climate, which affects all aspects of human life. In this study, the determination of temperature changes and the most appropriate model for estimating temperature changes was carried out using the SARIMA time series model in Isfahan. For this purpose, the long-term monthly average temperature of Isfahan during the years 1951-2017 were used in MINITAB software medium. Then, using the time series, an initial guessing pattern was extracted as follows: SARIMA (0, 0, 4) (0, 1, 1) 12 and SARIMA (4, 0, 0) (5, 1, 0) 12 trail and error. The method of the goodness of fit these two patterns resulted in a final pattern SARIMA (1, 0, 1) (0, 1, 1). In the next stage, accuracy and preciseness of this model were confirmed by AIC statistics and analysis of self-correlation charts, the histogram of residual patterns, and other parameters. Finally, based on fitted models, the forecast was made for the next 10 years. The results of this study indicate that these models had almost good accuracy for predicting temperature changes over the coming years. In addition, the assumption of the independency of the residuals was confirmed by the correlation between the model and the remainder of the model due to the inclusion of all self-correlations in their standard limits, and then the histogram of the residual parts of the M1 pattern showed normalilty of the data.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Fitness
  • Temperature
  • time series
  • Modeling
  • SARIMA