ارزیابی خشکسالی در دوره ی سی ساله (1988 تا 2017) در استان لرستان با استفاده از نمایه ی (شاخص) درصد نرمال بارش (مقاله علمی وزارت علوم)
درجه علمی: نشریه علمی (وزارت علوم)
آرشیو
چکیده
مسأله ی آب یکی از اساسی ترین مسایل امروزی جوامع انسانی است، اما در سایه ی خشکسالی، به یک چالش جدی برای تصمیم سازان جامعه تبدیل شده و تمامی ابعاد توسعه ی جامعه را متاثر می کند. در استان لرستان، در سال های اخیر تعداد قابل توجهی از رودخانه ها و چشمه ها خشکیده است که اغلب، آن را به خشکسالی جوی (کمبود بارش) نسبت می دهند. در این پژوهش با استفاده از نمایه ی درصد نرمال بارش به ارزیابی این نوع خشکسالی در بازه ی زمانی 1988 تا 2017 پرداخته شد. محاسبه درصد نرمال بارش نشان می دهد که فقط درصد کمی (بین 30 تا 6/6 درصد) از دوره ی سی ساله ی مورد بررسی دارای خشکسالی، آن هم از نوع ضعیف (کمی خشک) بوده اند. این بدان معنی است که خشکسالی به صورت قابل توجه در این دوره رخ نداده است. بنابراین بروز عوارض خشکسالی متوسط تا شدید که به صورت خشک شدن بسیاری از چشمه ها، رودخانه ها، و آبشارها نمایان شده است، نمی تواند به تنهایی ناشی از خشکسالی جوی باشد. این مساله می تواند ریشه در برداشت بی رویه ی آب های زیرزمینی داشته باشد که موجب افت ناگهانی و شدید سطح سفره و بروز علایم خشکسالی شدید شده است. واکاوی دوره ی بازگشت خشکسالی نیز تایید می کند که خشکسالی شدید در اغلب ایستگاه ها دارای دوره ی بازگشت بسیار طولانی و غیرقابل محاسبه است. خشکسالی متوسط نیز دوره ی بازگشتی بیشتر از هزار سال دارد. تنها خشکسالی ضعیف دارای دوره ی بازگشت 100 تا 200 سال است، اما این نوع خشکسالی نمی تواند مسئول بروز عوارض خشکسالی شدید باشد، پس باید به دنبال عوامل انسانی مانند مدیریت منابع بود که مرتبط با خشکسالی اجتماعی-اقتصادی است. بر پایه ی میزان داده های بازسازی شده، ضریب اطمینان نتایج به دست آمده برای ایستگاه های خرم آباد، الیگودرز و بروجرد 100%، برای ازنا، دورود و نورآباد 7/56%، پلدختر 4/63 % و برای کوهدشت و الشتر 7/66 % می باشد.Drought evaluation of a thirty-year period (1988 – 2017) in Lurestan Province using the Percent of Normal precipitation Index (PNI)
1-IntroductionOne of the most important issues, facing the human society and environment, is water resources management. Regarding the drought, this issue turns to a serious challenge for decision makers, and affect the the people more than other natural hazards (Hagman, 1984). Normally, drought occurs in all climatic conditions (Dai, 2010). Through the current research, we try to investigate drought in Lurestan Province using Percent of Normal precipitation Index (PNI) which evaluates meteorological drought (Hayes, 2006; Zargar et al., 2011). Lurestan Province located in the western Iran, and has an area of about 29,308 Km2. Geographically, it sits between northern latitudes of 32֯ 38' 39" and 34֯ 24' 17" and between eastern longitudes of 46֯ 52' 14" and 50֯ 01' 59". Climatic differences has led to the emergence of three conspicuous climates: (1) mountainous cold climate in the northern and eastern parts, (2) temperate climate in central parts, and (3) warm climate in the south and southeastern parts.2-MethodologyThe meteorological drought intensity is evaluated through different methods including Standardized Precipitation Index (SPI), Percent of Normal Index (PNI), Deciles Index (DI), Effective Drought Index (EDI), China-Z (CZI), Modified China-Z (MCZI), Rainfall Anomaly Index (RAI), Z-Score Index (ZSI), Palmer Drought Severity Index (PDSI), (Willeke et al., 1994; Byun and Wilhite, 1999; Hayes, 2006; Salehnia et al., 2017). To evaluate drought, a period of thirty-year (1988 – 2017) data were adopted from nine synoptic weather stations including Khorramabad, Borujerd, Aligudarz, Aleshtar, Noorabad, Poldokhtar, Kohdasht, Azna, and Dorud. For calculating PNI, the following equation has been applied (equ.1): PNI=P/P ̅ *100 (1)where PNI stands for Percent of Normal precipitation Index, P for annual precipitation (mm), P ̅ for average precipitation of the thirty-year period. PNI (%) ≤110 represents Moderately to Extremely wet climate, 80-110 Normal, 55-80 Moderately dry, 40-55 Very dry, and 40≥ Extremely dry (Morid et al., 2006).3-Resultsand DiscussionConsidering 67 years recorded data for Khorramabad, 32 years for Aligudarz, and 30 years for borujerd, these stations are considered as milestones to reconstruct the data for stations with lack of data for the thirty-year period of study. For other stations, 13 to 17 years of data were reconstructed (Table 1). To find the best reference station for incomplete stations, geographic and climatic resemblance with the stations of complete thirty-year period data was considered. Temperature, precipitation, De Martonne aridity index, and climatic classification by Iran Meteorological Organization (IMO) were evaluated for all stations to find similarities.Table (1): Reconstructed years of data for each station based on geographic and climatic resemblance with the stations of complete thirty-year period data. De Martonne classificat-ionIMO classificationAvail-able yearsReconstr-ucted yearsStation21.3Semi-aridModerately wet, warm summer, moderately cold winter670Khorramabad17.8Semi-aridModerately wet, temperate summer, very cold winter1713Azna18.4Semi-aridModerately wet, temperate summer, very cold winter320Aligudarz7.55Dry or AridModerately wet, warm summer, cold winter1713Dorud18.4Semi-aridModerately wet, warm summer, moderately cold winter300Borujerd18.6Semi-aridModerately wet, temperate summer, cold winter2010Aleshtar19.5Semi-aridModerately wet, temperate summer, very cold winter1713Noorabad14.8Semi-arid to AridModerately wet, warm summer, cold winter2010Kuhdasht10.9Dry or AridModerately wet, very warm summer, moderately cold winter1911Poldokhtar clear="all" />4-ConclusionNone of stations show Extreme drought. Severe drought is observed in 6 stations with little percentages (3.3-6.6%). Weak droughts has been recorded between 6.6 to 30% in all stations (Table 2). Therefore, dried 80% of springs and rivers in Lurestan could not be solely resulted from meteorological drought in Lurestan. The role of water management in creating this crisis should not be neglected.Table (2): Percentage of different intensities of drought in the studied stationsModerately to Extremely dryNormalModerately dryVery dryExtermely dryStation23.343.3303.30Khorramabad3040236.60Azna26.643.323.36.60Aligudarz2066.36.66.60Dorud30502000Borujerd36.646.616.600Aleshtar36.636.626.600Noorabad33.340206.60Kuhdasht26.65016.66.60Poldokhtar Keywords: Meteorological drought, Drought intensity, drought prediction, Lurestan5- References Byun, H. R., Wilhite, D. A. 1999. Objective quantification of drought severity and duration. Journal of Climate, 12(9): 2747–2756.Dai, A. (2011), Drought under global warming: a review. WIREs Clim Change, 2: 45-65. doi:10.1002/wcc.81De Martonne, E. (1926). Aerisme, et índices d’aridite. Comptesrendus de L’Academie des Sciences, 182: 1395– 1398.Hagman, G. (1984). Prevention Better than Cure: Report on Human and Natural Disasters in the Third World, Stockholm: Swedish Red Cross.Hayes MJ. Drought indices. What Is Drought? Lincoln, Nebraska: National Drought Mitigation Center, 2006. Available at: http://drought.unl.edu/whatis/indices.htm. Salehnia, N., Alizadeh, A., Sanaeinejad, H., Bannayan, M., Zarrin, A., & Hoogenboom, G. (2017). Estimation of meteorological drought indices based on AgMERRA precipitation data and station-observed precipitation data. Journal of Arid Land, 9(6): 797-809.Willeke, G., Hosking, J. R. M., Wallis, J. R. (1994). The national drought atlas. In: Institute for Water Resources Report 94-NDS-4. U.S Army Corp of Engineers, CD-ROM. Norfolk, VA.Zargar, A., Sadiq, R., Naser, B., & Khan, F. I. (2011). A review of drought indices. Environmental Reviews, 19(NA): 333-349.
تبلیغات
