شدت خشک سالی

بیشتر شاخص های خشک سالی در تعیین زمان شروع، خاتمه و تنش تجمعی خشک سالی به اندازه کافی دقیق نیستند، به علاوه اثرات تخریبی روان آب و تبخیر و تعرق را که با زمان افزایش می یابد، تعیین نمی کنند، همچنین بیش تر آن ها در تعیین و بررسی پایش خشک سالی ها محدودیت دارند، زیرا بر اساس گام زمانی ماهانه و سالانه طراحی شده اند، و در نهایت در تعیین اثرات خشک سالی بر روی منابع آب سطحی و زیرزمینی ناتوانند . در شاخص جدید ( شاخص بارش موثر ) کاستی های پایش خشک سالی برطرف شده است. در این شاخص مقیاس زمانی روزانه جایگزین مقیاس های ماهانه و سالانه شده است. در این روش سه شاخص آماری که بارش موثر را تعیین می کند، به کار رفته است. اولین شاخص، میانگین بارش موثر روزانه است؛ این شاخص خصوصیات اقلیمی بارش یک ایستگاه و یا یک ناحیه را نشان می دهد. شاخص دوم انحراف بارش موثر را از میانگین بارش موثر بیان می کند و شاخص سوم مقدار استاندارد شده انحراف از میانگین بارش موثر می باشد. با کمک این سه شاخص آماری تاریخ شروع، خاتمه و تداوم خشک سالی ها مشخص شد. در نهایت چهار شاخص دیگر که بیانگر کمیت شدت خشک سالی است نیز بررسی شد، که شامل 1- شاخص توالی منفی های استاندارد شده بارش موثر، که بیانگر تداوم و شدت تاثیر کمبود بارش است. 2- شاخص کمبود بارش تجمعی که بیانگر انحراف بارش از نرمال در طول مدت تعریف شده می باشد. 3- شاخص مقدار بارش مورد نیاز برای برگشت به حالت نرمال و 4- شاخص خشک سالی موثر می باشد . در مطالعه حاضر از شاخص جدید بارش موثر برای پایش و ارزیابی خشک سالی های ایستگاه شهرکرد استفاده شد. برنامه ای تحت عنوان EP برای محاسبه دقیق تر و سریعتر شاخص بارش موثر نوشته شد. داده های بارندگی روزانه ایستگاه شهرکرد طی دوره آماری 2001 - 1980 تحلیل شد و چون حجم خروجی زیاد بود تنها نتایج سال 2001 در مقاله حاضر منعکس گردید .

یکی از مهم ترین مشکلاتی که بشر در سال های اخیر با آن مواجه شده است، بحران آب و وقوع خشک سالی است؛ به همین دلیل، بررسی وضعیت خشک سالی در مدیریت بهینه ی منابع آب حائز اهمیت خواهد بود. در مطالعه حاضر سعی شده است با استفاده از خروجی پنج مدل گردش عمومی جو (Csiromk3.6، Gfdlcm2، GISS-E2-R، Ipsl و MIROC-ESM) و چهار سناریوی (RCP 2.6، RCP 4.5، RCP 6.0 و RCP 8.5) داده های بارش برای دو دوره ی آتی (2045-2025) و (2085-2065) تولید گردد و سپس با استفاده از مدل LARS-WG ریزمقیاس نمایی شود. با استفاده از داده های بارش، شدت خشک سالی به کمک شاخص خشک سالی بارش استاندارد (SPI) با مقیاس های زمانی مختلف (3، 12 و 48 ماهه) برای دو منطقه ی زابل و شیراز تعیین گردید. نتایج نشان داد که مقادیر شاخص SPI در مقیاس زمانی 12 و 48 ماهه نسبت به 3 ماهه شدت خشک سالی را بیش تر نشان می دهند. همچنین نتایج نشان داد که مدل MIROC-ESM نسبت به مدل های دیگر و سناریو RCP 8.5 نسبت به سناریوهای دیگر برای دو شهرستان زابل و شیراز خشک سالی را با شدت بیش تری نشان داده است. مقایسه ی سناریوها نیز نشان می دهد که در هر دو منطقه ی موردمطالعه، سناریوی RCP 8.5 در هر دو دوره ی آتی، خشک سالی را در محدوده ی متوسط نسبت به دوره ی پایه نشان می دهند.

هدف اصلی این پژوهش، بررسی ویژگی های مختلف خشک سالی های محلی و منطقه ای ایران بر اساس تئوری گردش ها و شاخص بارش استانداردشده (SPI) است؛ بنابراین جهت رسیدن به این هدف، داده های بارش سالانه ی 63 ایستگاه همدید برای یک دوره ی 30 ساله (2015-1986) از سازمان هواشناسی ایران دریافت شد. نخست بر اساس تئوری گردش ها و شاخص SPI ویژگی های خشک سالی های محلی و منطقه ای همچون درازای زمانی، کمبود تجمعی و شدت آن ها استخراج شدند. تشخیص و تفکیک خشک سالی های منطقه ای مبتنی بر آستانه ی فضایی بحرانی 30 و 50 درصد از مجموع مساحت ایران انتخاب شدند و بر این اساس، ویژگی های خشک سالی ایران برای هر دو مقیاس با یکدیگر بررسی شدند. در مقیاس محلیِ پایشِ خشک سالی ها با استفاده از تئوری گردش ها مشاهده شد که این روش برای مناطقی با وسعت زیاد و دارای اقلیم های مختلف در مقایسه با شاخص SPI نمی تواند بسیار مناسب باشد. در مقیاس منطقه ای نیز نشان داده شد که استفاده از تئوری گردش ها با آستانه ی فضایی 30 درصد، ترکیب مناسبی برای پایش خشک سالی های منطقه ای ایران نمی باشند، لذا در مقایسه بین دو آستانه ی فضایی 30 و 50 درصد کاملاً آشکار شد که آستانه ی فضایی 50 درصد برای تئوری گردش ها و شاخص SPI آستانه ی مناسبی برای پایش خشک سالی های منطقه ای ایران است. از دیگر نتایج این مطالعه می توان به این مهم اشاره داشت که درازی زمانی خشک سالی ها در دوره ی اول نسبت به دوره ی دوم کوتاه تر بوده است و در مورد شدت خشک سالی ها به نظر می رسد شدت خشک سالی ها در دوره ی دوم (2015-2001) نسبت به دوره ی اول (2000-1986) کاهش داشته باشند.