شاخص VCI

خشکسالی پدیده مهم آب و هوایی است که می تواند بر اساس داده های حاصل از ایستگاه های هواشناسی و داده های سنجش از دور پایش شود. روش های سنجش از دور، مزیت های نسبی قابل توجهی نسبت به سایر روش ها برای پایش خشکسالی ارائه کرده اند. همچنین شاخص های خشکسالی متعددی در سنجش از دور برای پایش خشکسالی ارائه شده است، اما هیچ یک از شاخص های متداول در سنجش از دور، تعمیم پذیری زمانی، اقلیمی و ارتفاعی ندارند و ضرورت دارد کیفیت عملکرد این شاخص ها 1-در اقلیم ها، 2-در پهنه بندی های ارتفاعی مورد بررسی قرار گیرد. این پژوهش، با اثبات این فرضیه، به تشخیص شاخص مناسب در هر اقلیم و پهنه ارتفاعی می پردازد و در هر منطقه، فصل مناسب جهت برآورد شاخص بررسی می شود. در این پژوهش، شاخص های خشکسالی VCI، VDI، TCI و TVDI با پارامتر LST، NDVI و EVI ارزیابی شده اند. برای بررسی اقلیمی و ارتفاعی شاخص ها، ابتدا در کل کشور و سپس در استان همدان پهنه بندی اقلیمی و ارتفاعی صورت گرفت و شاخص های خشکسالی برای اقلیم ها و ارتفاعات مختلف در دو شکل پیکسل-مبنا و شیء-مبنا (پلیگونی) محاسبه و با داده بارشی ماهواره TRMM مقایسه شد. عملکرد شاخص های خشکسالی با در نظر گرفتن نوع اقلیم، فصل اخذ داده، ارتفاع و وسعت منطقه جهت برآورد خشکسالی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج متعدد این تحقیق، عدم تعمیم پذیری همه شاخص ها را از نظر اقلیمی، ارتفاعی و زمانی نشان می دهد و به عنوان نمونه، در ارزیابی پیکسلی اقلیم گرم و خشک، بیشترین همبستگی بین شاخص VCI و داده بارشی در ماه خرداد با ضریب همبستگی 0.57 بوده و در ارزیابی همین منطقه بصورت شئ-مبنا شاخص VCI مقدار 0.67 محاسبه شد

خشکسالی وضعیتی از کمبود بارندگی و افزایش دما است که در هر منطقه جغرافیایی و در هر اقلیمی، حتی در مناطق مرطوب رخ می دهد که فراوانی و شدت وقوع آن در مناطق خشک و نیمه خشک بیشتر است. خشکسالی بدون اعلام قبلی رخ می دهد و دامنه تأثیر آن بر خلاف وقایع طبیعی دیگر بسیار وسیع می باشد. خسارات ناشی از خشکسالی غیر ملموس ولی بسیار وسیع و پر هزینه است. لذا اساس یک برنامه منظم برای مدیریت بهتر طبق رخدادهای گذشته پایش خشکسالی را ایجاب می کند. شاخص های خشکسالی هواشناسی مستقیماً از روی داده های هواشناسی نظیر بارندگی محاسبه می شوند و در صورت فقدان داده های مذکور، در پایش خشکسالی مفید واقع نخواهند شد. لذا تکنیک سنجش ازدور می تواند ابزاری مفید در پایش خشکسالی به شمار رود. در این تحقیق به بررسی ارتباط بین شاخص خشکسالی هواشناسی (شاخص SPI) و شاخص های سنجش ازدوری  VCI، TCI و VHI در استان های اصفهان، چهارمحال و بختیاری، مرکزی و قم پرداخته شده است. در این راستا، با بهره گیری از تصاویر ماهواره مودیس سنجنده ترآ و داده های بارش ایستگاه های باران سنجی و سینوپتیک واقع در منطقه موردمطالعه، آشکارسازی تغییرات رخ داده در بازه زمانی 10 ساله محاسبه گردید. بدین منظور ابتدا با بررسی داده های ایستگاه های موجود و با استفاده از مدل شاخص بارش استاندارد شده (SPI) چهار ماه (فروردین، اردیبهشت، خرداد و تیر) به عنوان نمونه انتخاب شد. در این مطالعه با توجه به دقت زمانی، پوشش طیفی بالا، سهولت دسترسی، عدم نیاز به تصحیح اتمسفری و زمین مرجع نمودن، تصاویر با کد (MOD11A2 و MOD13A2)  از محصولات ماهواره مودیس سنجنده ترا مربوط به سال های 2011 تا 2020 به دلیل اطمینان از وجود پدیده ترسالی و خشکسالی استفاده شد و سپس شاخص SPI با شاخص های VCI، TCI و VHI به صورت تلفیقی مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج پایش خشکسالی نشان داد که طی این دوره ده ساله در برخی از سال ها خشکسالی شدید وجود داشته که در همان سال نیز بارش به میزان کمتری رخ داده است. برای مثال در سال 2020 این خشکسالی بسیار شدید بوده است و در سال 2011 ترسالی بسیار شدیدی را نشان داد. نتایج حاصل از همبستگی بین شاخص SPI و شاخص های سنجش ازدوری نشان داد که  شاخص SPI بالاترین همبستگی را با شاخص VCI در سطح  01/0 دارد که مشخص گردید تصاویر MODIS و شاخص های ساخته شده دارای قابلیت لازم برای پایش خشکسالی می باشد. نتایج این تحقیق می تواند گزینه مناسبی برای تصمیم گیران به منظور بررسی نظارت، بررسی و حل وفصل شرایط خشکسالی مؤثر باشد و ضرورت تعریف نمایه ای را دو چندان کند.