رگبارهای شدید عامل تولید سیلاب های مخرب اند. معمولا تحلیل رگبارهای ساعتی در حوضه های بدون آمار یکی از پارامترهای اصلی تحلیل سیلاب هاست. تعیین رگبار حوضه نیاز به تحلیل منطقه ای رگبارها و انتقال آن ها به مرکز ثقل حوضه دارد. حداکثر بارش روزانه (P24) قابل دسترس ترین رگبارهای هر منطقه است. این بارش قابل تفکیک به رگبارهای ساعتی است. بنابراین تحلیل نقطه ای و منطقه ای از ضروریات طرح های اب و هواشناسی است. پهنه بندی می تواند گام مثبت و کارا در تحلیل رگبارها و سیلاب های مولد باشد. برای پهنه بندی باید از روش های قدیمی اقلیم بندی و یا روش های آماری جدیدتر مانند تحلیل خوشه ای و آزمون های همگنی گشتاورهای خطی استفاده کرد. در این پژوهش از روش دوم استفاده شده است. کلیه ایستگاه های باران سنج کشور(396 ایستگاه) که زیر نظر سازمان هواشناسی کشور و وزارت نیروست انتخاب و تمام آمارهای آنها از بدو تاسیس تا آخرین سال اعلام شده(2005) به کار گرفته شده اند. گشتاورهای خطی به داده های پرت حساسیت کمتری دارند و مرز مشخصی برای اندازه نمونه تعریف نمی کنند. یعنی می توان از طول دوره های اماری متفاوت ایستگاه ها استفاده کرد. لذا از تمام آمار ایستگاه استفاده شده است. آزمون های پایه شامل: تصادفی بودن، استقلال، همگنی، داده پرت و ایستائی انجام و تعداد 266 ایستگاه به علت نداشتن شرایط لازم حذف و 130 ایستگاه در تحلیل شرکت کرده اند. روش مولفه های اصلی برای حذف متغیرهای غیرضرور به کار گرفته شد که ضرورت فقط 6 متغیر( ارتفاع، میانگین و انحراف معیار بارش سالانه و حداکثر روزانه و نسبت بارش زمستان به بهار) از 21 متغیر تایید شد. روش تحلیل خوشه ای سلسله مراتبی را برای پهنه بندی ایستگاه ها مورد استفاده قرار داده و کشور به هفت ناحیه تفکیک شده است. این نواحی در نقاط مختلف ایران پراکنده بوده و نقشه پهنه بندی انها ارایه شده است. آزمون های گشتاورهای خطی برای تایید همگنی هفت ناحیه به کار رفته است. نتایج این آزمون ها همگنی و همنوایی را برای این هفت ناحیه تایید می کند.

نسبت بارش یک روزه به بارش سالانه، معیاری برای شناسایی شدت بارش های روزانه است. بالا بودن این نسبت بیانگر آن است که احتمال دارد تمام و یا بیشتر بارش سالانه در مدت فقط چند روز اتفاق افتد؛ به عبارت دیگر، بالا بودن این نسبت، نشان می دهد که بیشتر بارندگی ها اکثرا شدید و رگباری هستند و بر عکس پایین بودن این نسبت حاکی از وقوع بارندگی های ملایم و فراوانی بیشتر روزهای بارانی است. در این تحقیق، داده های بالاترین بارش روزانه 46 ایستگاه سینوپتیک ایران طی سال های 1976 تا 2005، با هدف بررسی نسبت حداکثر بارش های روزانه به بارش های سالانه از سازمان هواشناسی کشور دریافت شد. ابتدا از روش های آماری شامل آزمون های همبستگی، رگرسیون دومتغیره و چندگانه، آنالیز واریانس و آزمون ناپارامتری فریدمن استفاده شد تا تاثیر عوامل مستقل ارتفاع، عرض و طول جغرافیایی بر این نسبت و همچنین داری تغییرات نسبت حداکثر بارش های روزانه به بارش های سالانه درطول دوره آماری بررسی شود. سپس برای بررسی مشاهداتی از نمودارها و نقشه ها استفاده شد. در نهایت، با روش خوشه بندی وارد، پهنه بندی اقلیمی ایستگاه های مورد مطالعه از نظر نسبت بارش ارایه شد. در بررسی تاثیر عرض جغرافیایی بر نسبت حداکثر بارش های روزانه به بارش های سالانه ایران، نتایج نشان داد که با کاهش عرض جغرافیایی از شمال به جنوب کشور میزان این نسبت افزایش می یابد. بررسی تغییرات نسبت حداکثر بارش های روزانه به بارش های سالانه در طول دوره آماری در هر یک از ایستگاه ها نشان داد که این تغییرات تنها در ایستگاه سنندج معنی دار است. تغییرات این نسبت در گستره ایران نشان داد که دهه اول با دهه دوم تفاوت معنی داری ندارد؛ اما تغییرات دهه سوم نسبت به دهه اول به صورت معنی دار افزایش پیدا کرده است. همچنین نتایج نشان داد بین حداکثر بارش روزانه ایستگاه ها و بارش سالانه آنها رابطه معنی داری وجود دارد؛ یعنی با افزایش بارش سالانه میزان حداکثر بارش روزانه ایستگاه ها افزایش می یابد. در نهایت، پهنه بندی اقلیمی ایستگاه ها وجود پنج طبقه اقلیمی را از نظر نسبت حداکثر بارش های روزانه به بارش های سالانه در کشور نشان می دهد.

از اثرات مهم و بالقوه تغییر اقلیم، تغییر شدت و فراوانی بارش های سیل زا در آینده است. برای کاهش آثار زیان بار تغییر اقلیم در هر منطقه، لازم است تغییرات بارش های حدی آینده در آن جا پیش یابی شود. روش های ریزمقیاس نمایی بسیاری برای ارزیابی اثر تغییر اقلیم بر بارش توسعه یافته است، اما اغلب این روش ها برای ارزیابی اثر تغییر اقلیم بر بارش های حداکثر مناسب نیستند. در این میان مدل استوکستیک NSRP که کمتر مورد توجه بوده است، از قابلیت های ویژه ای برخوردار است. در این مطالعه قابلیت مدل NSRP برای تولید بارش روزانه ایستگاه سینوپتیک کرمانشاه و ارزیابی اثر تغییر اقلیم بر بارش های حداکثر روزانه آزموده شد. نتایج حاکی از موفقیت مدل در شبیه سازی سری بارش روزانه و بارش های حداکثر است و قابلیت استفاده در ارزیابی اثر تغییر اقلیم آینده بر بارش های حدی را دارد. با استفاده از مدل، 100 سری 30 ساله روزانه اقلیم آینده برای سه سناریوی A1B،A2  و B1 مدل CGCM3 تولید شد. بر اساس نتایج، مقدار بارش حداکثر سالانه با تداوم های یک تا پنج روز در اقلیم آینده افزایش می یابد. توزیع فصلی وقوع بارش های حداکثر و توزیع فصلی بارش ماهانه تغییر می کند و میانگین بارش سالانه کاهش می یابد. افزایش شدت بارش های حداکثر با وجود کاهش بارش سالانه نشان می دهد مطالعه اثر تغییر اقلیم بر میانگین بارش نمی تواند اطلاعاتی در خصوص تغییرات بارش های حدی در اختیار گذارد. با توجه به آنکه تغییر اقلیم می تواند اثر مهمی بر بارش های حدی داشته باشد، لازم است اثر تغییر اقلیم در طرح های آینده که متاثر از بارش های حدی است در نظر گرفته شود.

حداکثر بارش روزانه، شدت بارندگی را در طول یک روز نشان می دهد به عبارتی دیگر، حداکثر بارش روزانه، بیشترین مقدار بارندگی است که درطول یک روز 24 ساعت، طی یک دوره زمانی معین مثلا یک ماه و یا یک سال، ریزش می کند. در مناطق خشک و نیمه خشک مثل ایران که ممکن است تمام و یا بخش بزرگی از بارش سالانه، طی فقط چند روز ریزش نماید، مطالعه حداکثر بارشهای روزانه در فعالیتهای عمرانی، مقابله با بلایای طبیعی و عملیات کشاورزی، اهمیت زیادی دارد. در این مطالعه، داده های حداکثر بارش روزانه طی یک دوره زمانی 10 ساله از سال 1987 تا 1996، انتخاب و مورد بررسی قرار گرفته است. نسبت حداکثر بارش روزانه به بارش سالانه، توزیع فضایی حداکثر بارشهای روزانه و الگوهای حاکم بر رژیم این بارشها در منطقه ای به وسعت شمالغرب تا جنوبغرب ایران، مطالعه شده است. همچنین با استفاده از روش آماری چند متغیره تحلیل خوشه ای، حداکثر بارشهای روزانه در منطقه مورد مطالعه، ناحیه بندی شده است.  

انتخاب و استفاده مناسب از روش ها و تکنیک های علم آمار و احتمالات برای پیش بینی یک متغیر با دوره بازگشت معین دارای اهمیت بسیاری است. بارش حداکثر روزانه، از مهم ترین متغیرهای هیدرولوژیکی است که نقش اساسی در حجم و بزرگی سیلاب دارد. بنابراین پیش بینی دقیق تر آن می تواند به برنامه ریزی بهتر در کنترل سیل و مدیریت منابع آب کمک نماید. هدف از این مطالعه تعیین بهترین توزیع های احتمالاتی برای بارش حداکثر 24 ساعته در کل ایران و مناطق همگن هیدرواقلیمی است. بدین منظور از داده های 46 ایستگاه سینوپتیک و 4 ایستگاه کلیماتولوژی استفاده شد. پس از کنترل آمار، با استفاده از نرم افزار ایزی فیت توزیع های مختلف بر داده ها برازش و مناسب ترین توزیع ها بر اساس آزمون کولموگروف_اسمیرنوف شناسایی شد. با استفاده از تکنیک تحلیل خوشه ای بر اساس روش Ward، و با استفاده از شش پارامتر ارتفاع از سطح دریا، متوسط حداکثر بارش 24 ساعته، متوسط بارش سالانه، متوسط بارش زمستانه، متوسط بارش بهاره و متوسط بارش پاییزه، مناطق همگن هیدرواقلیمی مشخص و فراوانی توزیع ها در کل کشور و در گروه های همگن هیدرولوژیکی تعیین و مقایسه گردید. نتایج نشان داد توزیع ویکبای مناسب ترین توزیع احتمالاتی برای برآورد حداکثر بارش 24 ساعته در کل کشور و در چهار منطقه همگن هیدرواقلیمی است. همچنین بدون در نظر گرفتن توزیع احتمالاتی ویکبای، نوع توزیع های احتمالاتی برای مناطق مختلف همگن اقلیمی متفاوت از یکدیگر بود.

اقلیم یا آب و هوای یک منطقه، حالت متوسط کمیت های مشخص کننده وضع هوای آن منطقه است. روش اقلیم بندی دومارتن یکی از روش های معروف در این زمینه است. این روش، اقلیم منطقه را بر اساس دو عامل دما و بارش سالانه دسته بندی می کند. تحلیل منطقه ای پدیده های مهم بارش حداکثر روزانه، باد، سیلاب و غیره، نیاز به تشخیص همگنی و همنوایی ناحیه ای دارند؛ یعنی رفتار احتمالی آنها از یک الگوی مادر پیروی کند. روش گشتاورهای خطی و آزمون های تشخیص نواحی همگن و همنوا، یکی از روش های قدرتمند در این زمینه است. روش گشتاورهای خطی برای تعیین همگنی تک تک پدیده ها ی موجود در یک منطقه، قابل استفاده است؛ در حالی که روش های سنتی اقلیم بندی از چند پدیده خاص ( آن هم در حالت کلی) استفاده می کند. این مقاله بررسی همگنی و همنوایی نواحی مختلف اقلیمی را برای بارش حداکثر روزانه کلیه ایستگاه های هواشناسی کشور انجام داده است. ابتدا ناحیه بندی بر اساس روش دومارتن انجام، سپس همگنی و همنوایی این ناحیه های اقلیمی برای بارش حداکثر روزانه به کمک روش گشتاوری خطی بررسی شده است. نتیجه پایانی، موید این است که روش دومارتن برای ناحیه بندی بارش حداکثر روزانه، دقیق نیست و فقط در ناحیه مدیترانه ای جواب مثبت می دهد؛ در حالی که اکثر نقاط ایران خشک و نیمه خشک است. روش دومارتن دراین دو منطقه، جواب بسیار نامناسبی ارایه می کند؛ لذا به کارگیری آن در ایجاد مناطق همگن و همنوا به ویژه اقلیم های خشک و نیمه خشک توصیه نمی شود.

هدف این پژوهش، انتخاب مناسب ترین روش درون یابی برای برآورد تغییرات مکانی بارش روزانه در حوضه آتشگاه اردبیل می باشد. برای این منظور، از آمار 9 ایستگاه باران سنجی آب منطقه ای استان اردبیل استفاده گردید. پس از انجام آزمون های همگنی و استقلال داده ها، روش های درون یابی کریجینگ و کوکریجینگ جهانی با مدل برازش دایره ای، کروی، نمایی، گوسی و نرمال و همچنین روش های عکس فاصله وزنی، تابع شعاع محور، تخمین گر عام و تخمین گر موضعی با استفاده از نرم افزار ArcGIS مورد ارزیابی قرار گرفتند. به منظور مقایسه و ارزیابی روش های استفاده شده، از معیارهای آماریMean، RMS، ASE، MS و RMSS استفاده شد. در هر روش به کمترین خطای آماری، کمترین رتبه و به بیشترین خطا، بیشترین رتبه اختصاص داده شد و جمع رتبه ها جهت مقایسه مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان داد که روش کوکریجینگ جهانی با مدل برازش دایره ای، با کسب حداقل رتبه، مناسب ترین روش درون یابی بارش برای دوره بازگشت 2 ساله و روش کوکریجینگ جهانی با مدل برازش نرمال، با کسب پایین ترین رتبه، مناسب ترین روش درون یابی بارش روزانه برای دوره های بازگشت 5، 10، 25، 50 و 100 می باشد. مقدار متوسط وزنی حداکثر بارش روزانه حوضه آبخیز آتشگاه برای دوره های بازگشت 2، 5، 10، 25، 50 و 100 ساله به ترتیب، 5/37، 19/48، 49/51، 32/53، 14/54 و 69/57 میلی متر تعیین شد.