بررسی آشوبناکی و بازسازی فضای فاز دینامیک تبخیر با استفاده از نظریه آشوب (مطالعه موردی: ایستگاه سینوپتیک سمنان)

بررسی رفتار پدیده تبخیر از سطح آب یکی از موارد اساسی در طراحی، بهره برداری و مطالعات مربوط به مهندسی آب است. از این-رو، به کارگیری روش های نوین همچون نظریه آشوب در هیدرولوژی و منابع آب به دلیل نوآوری و قابلیت های آن به تازگی مورد توجه قرار گرفته است. از آنجا که نوسانات تبخیر از سطوح آزاد آب ماهیتی دینامیک و غیرخطی دارند، بنابراین، هدف از این پژوهش، بررسی امکان وجود رفتار آشوبی در تبخیر از سطح آزاد آب در ایستگاه سینوپتیک سمنان در مقیاس های زمانی روزانه و ماهانه در سال های ۹۷-۱۳۷۴ با استفاده از مفاهیم نظریه آشوب است. میزان تبخیر روزانه، ماهانه و سالانه این ایستگاه سینوپتیک به ترتیب ۸/۶۸، ۲۰۰ و ۲۶۰۰ میلی متر محاسبه شد. برای بازسازی فضای حالت، به دو پارامتر زمان تاخیر و بعد محاط نیاز است که بدین منظور از میانگین اطلاعات متقابل و نزدیکترین همسایگی کاذب برای برآورد این دو پارامتر استفاده شده است. اولین گام جهت مطالعه یک فرآیند با نظریه آشوب، بررسی آشوبناکی آن است که روش بعد همبستگی از مرسوم ترین روش هاست. ابتدا، بعد تعبیه (محاط) به روش نزدیکترین همسایگی کاذب برابر با ۳ محاسبه شد. جهت محاسبه زمان تاخیر، نمودارهای متقابل تبخیر در ایستگاه سمنان در مقیاس های مختلف زمانی رسم شد. بر اساس این روش، اولین مینیمم محلی در نمودار به عنوان زمان تاخیر در نظر گرفته می شود که برای تبخیر در مقیاس های روزانه و ماهانه به ترتیب ۳۰ و ۳ بهدست آمد. برخلاف روش های پیچیده و محاسباتی مرسوم، این نتایج با مشاهده و در حداقل زمان حاصل می شود که به قرار زیر است: داده های ماهانه آشوبی تر از داده های روزانه هستند. پس از محاسبه زمان تاخیر و بازسازی فضای حالت، بعد محاط و سپس شیب نمودار بعد همبستگی به ترتیب ۸/۸ و ۹/۸ به دست آمدند.

کلیدواژه ها:

Correlation dimension ، Chaos theory ، Dynamic nature ، Nearest False Neighborhood ، بعد همبستگی ، تئوری آشوب ، ماهیت دینامیک ، نزدیکترین همسایگی کاذب