بررسی ماهیت آشوبناکی نوسانات روزانه تراز آب دریاچه ارومیه

نظریه آشوب به مطالعه پدیده ها و سیستم های دینامیکی غیر خطی و پیچیده ای می پردازد که رفتار آن ها در نگاه اول تصادفی به نظر می سد، اما در واقع همین سیستم ها تحت حاکمیت قوانین مشخصی می باشند و با نگاهی عمیق تر، نوعی دوره تناوب و نظم در آنها مشهود می گردد. حساسیت به شرایط اولیه، ناپایداری، غیرپریودیک، قطعی و غیر خطی بودن، خصوصیات یک سیستم آشوبناک را تعریف می کنند. در سیستم های هیدرولوژیکی آشوبناک نیز، می توان از تحلیل سری زمانی بلند مدت، سری زمانی کوتاه مدت را استخراج کرد و همچنین اطلاعات و روابط سیستم را بدون نیاز به یافتن قوانین یا روابط دینامیکی حاکم، کشف کرد. از آن جا که نوسانات تراز آب دریاچه ها ماهیتی دینامیکی و غیر خطی دارد، لذا نظریه آشوب می تواند نقش مهمی را در شناخت این پدیده ایفا نماید. با لحاظ اهمیت و موقعیت ملی - جهانی دریاچه ارومیه، هدف از این تحقیق، مطالعه نوسانات روزانه تراز آب دریاچه ارومیه در طول دوره آماری 44 ساله اخیر با استفاده از مفاهیم نظریه آشوب می باشد. اولین گام جهت مطالعه یک فرآیند با این نظریه، بررسی آشوبناکی آن است که روش بعد همبستگی از مرسوم ترین این روش ها است. بدین منظور پس از محاسبه زمان تاخیر و بازسازی فضای حالت، بعد محاط با استفاده از توابع خود همبستگی و الگوریتم نزدیکترین همسایگی کاذب تعیین شده و سپس شیب نمودار بعد همبستگی محاسبه گردیده است. مقدار عددی غیر صحیح این شیب، مبین آشوب پذیری سیستم می باشد. نمای لیاپانوف و پهنای باند در توان طیفی فوریه نیز دیگر شاخص های بررسی ماهیت آشوبناکی هستند که در این مطالعه مورد بررسی قرار گرفته اند و نتایج حاصله از آنها نیز حاکی از آشوبی بودن سیستم می باشد.

کلیدواژه ها:

دریاچه ارومیه ، نوسانات تراز آب ، نظریه آشوب ، بعد محاط ، نمای لیاپانوف