شاخص SPEI

باتوجه به قرارگیری کشور ایران در کمربند خشک و نیمه خشک جهان، مطالعه پدیده خشکسالی به عنوان یکی از بلایای طبیعی گسترده با اثرگذاری درازمدت، در بخش های مختلف بسیار اهمیت دارد. در این مطالعه، ابتدا خشکسالی با استفاده از دو شاخص خودتنظیم پالمر ( SC-PDSI ) و بارش-تبخیر و تعرق استانداردشده ( SPEI ) در چهار دوره 3، 6، 12 و 24 ماهه در 101 ایستگاه کشور و در یک دوره زمانی 24ساله (1992-2015) بررسی شد. پس از محاسبه مقادیر شاخص ها، درصد سال های توأم با هر طبقه خشکسالی محاسبه و نتایج با داده های شبکه ای دو پایگاه جهانی داده خشکسالی مقایسه شد. نتایج نشان داد که براساس محاسبات، در هر دو شاخص بیشترین درصد سال ها تحت سیطره طبقه نرمال با تمرکز هسته های بیشینه نرمال در نیمه شرقی کشور و کمترین درصد سال ها در طبقه خشکسالی بسیار شدید با تمرکز هسته های بیشینه در نیمه غربی، مرکز و جنوب کشور بوده است. آغاز دوره خشکسالی در شاخص SC-PDSI ، سال 1999 و در دوره های زمانی چهارگانه شاخص SPEI ، سال های 1999 و 2000 بوده است. خشکسالی های شدید و بسیار شدید در بخش هایی از کشور که از وضعیت بارشی نسبتاً مناسب تری برخوردار هستند، اتفاق افتاده است. مقایسه نتایج محاسبات با 99 نقطه اخذشده از دو پایگاه داده نشان داد که در هر دو شاخص، پایگاه داده خشکسالی را شدیدتر از آنچه که هست، نشان داده است و باوجود هماهنگی زمانی مناسب، هماهنگی مکانی در شدت های مختلف خشکسالی وجود ندارد. برپایه یافته های این پژوهش، مناطق مستعد خشکسالی در کشور برای تنظیم برنامه های کلان مقابله با این مخاطره قابل شناسایی است.

مشخصه های خشکسالی به عنوان یکی از مخاطرات طبیعی، در دوره های آتی ممکن است تحت تأثیر تغییرات آب و هوایی تغیی ر نمای د. پژوهش حاضر، با هدف پیش نگری خشکسالی هواشناسی در حوضه گرگانرود انجام شده است. به این منظور برونداد دما و بارش 8 مدل پروژه CMIP6 تحت دو سناریوهای (SSP2-4.5) و (SSP5-8.5) طی دو دوره 2054-2025 و 2100-2071 مورد بررسی قرار گرفتند. با توجه به بزرگ مقیاس بودن مدل های گردش کلی جو از روش تصحیح اریبی نگاشت چندک (Quantial Mapping) برای ریزگردانی GCMهای منتخب استفاده شد. با پیش نمایی مق ادیر ب ارش و دم ا، ش اخص SPEI، در مقیاس زمانی سالانه برای دوره های پای ه و آت ی محاسبه و در ادامه، نمایه های خشکسالی (مدت، شدت و بزرگی) ب ر مبنای تئوری Run استخراج و برای دوره های پایه و آتی با هم مقایسه شدند. با هدف ارتقای فرایند ارزیابی و کمی سازی اثرات تغییرات اقلیمی بر خشکسالی های آتی منطقه و نشان دادن عدم قطعیت های ناشی از مدل های اقلیمی از باندهای پیش بینی متغیرهای اقلیمی جهت کمی سازی شاخص SPEI استفاده شده است. نتایج پیش نگری اجرای گروهی مدل ها نش ان داد که در شرایط اقلیم آینده متوسط دما و بارش سالانه در هر دو سناریو دارای روند افزایشی خواهد بود؛ بطوری که دما 2/1 تا 4/4 درجه سلسیوس و بارش به میزان 2 تا 9/11 درصد افزایش می یابد. همچنین خروجی پ ایش خشکس الی بر مبنای شاخص SPEI در سناریو SSP2-4.5 نشان داد شرایط منطقه در دهه های آتی در محدوده های نزدیک به نرمال یا ترسالی خواهد بود. این وضعیت در دوره آینده نزدیک در سناریو SSP5-8.5 نیز ادامه دارد، ولی تحت تاثیر افزایش شدید دما و تبخیر و تعرق در دوره آینده دور، میزان وقوع خشکسالی ها افزایش خواهد یافت. نتایج حاصل از اجرای تئوری Run بیانگر آن است که نمایه های شدت مدت و بزرگی در سناریو  SSP2-4.5و دوره ی آینده نزدیک در سناریو SSP5-8.5 روند کاهشی خواهد داشت.

این مطالعه تغییرات مکانی-زمانی وقوع خشک سالی را در استان خراسان رضوی توسط شاخص استانداردشده بارش–تبخیر و تعرق (SPEI) ارزیابی کرده است. برای این منظور ابتدا مدل های IPSAL-CM6، MRI-ESM2-0، GFDL-ESM4 و MIROC6 از سری مدل های فاز ششم (CMIP6) در مقیاس سالانه مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که GFDL-ESM4 از بین مدل های مورد بررسی دارای همبستگی بالاتری با دما و بارش داده های ایستگاهی است. پس از انتخاب مدل GFDL-ESM4 با استفاده از نرم افزار CMHyd ریزمقیاس نمایی انجام شده است و از نتایج این مدل برای محاسبه خشک سالی استفاده شد. در این تحقیق برای ریزمقیاس نمایی از روش تغییر عامل دلتا (DCF) برای بارش و دما استفاده شد. همچنین برای پیش نگری خشک سالی از سناریوی حد واسط (SSP2-4.5) استفاده شد. شدت و فراوانی خشک سالی هواشناسی در دوره تاریخی 1990 تا 2014 و دوره آینده 2026 تا 2050 مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که خشک سالی در استان خراسان رضوی دارای تغییرات زیادی است؛ به طوری که بیشینه فراوانی سالانه خشک سالی در دوره تاریخی 25 درصد است و این مقدار تحت سناریوی SSP2-4.5 به 31 درصد می رسد. فراوانی و شدت خشک سالی در آینده به ویژه در طول فصول بهار و تابستان به طور قابل توجهی افزایش می یابد. از نظر جغرافیایی شدت خشک سالی در تمامی فصول در شمال و شرق استان بیشینه است.