VCI

خشکسالی پدیده ای است طبیعی که تقریباً در تمامی اقالیم جهان رخ می دهد. اثرات این پدیده خزنده و آرام در مناطق خشک و نیمه خشک به دلیل بارندگی سالانه کمتر شان، بیشتر است. در تحقیق حاضر برای پایش مکانی خشکسالی، از سری های زمانی NDVIو LSTسنجنده MODISماهواره Terraدر ماه های فصول رشد (فروردین تا شهریور) سال های 1379 الی 1393 در استان مرکزی استفاده شد. برای این منظور، شاخص VCIو TCIبترتیب بر اساس سری های زمانی 15 ساله NDVIو LSTبه صورت ماهانه ایجاد گردید و در ادامه شاخص VHIبر اساس ترکیب دو شاخص مذکور استخراج شد. درنتیجه نقشه های درجات شدت خشکسالی بر اساس شاخص VHIدر پنج طبقه:1- خیلی شدید 2- شدید 3- متوسط 4- ملایم 5- بدون خشکسالی، استخراج گردیده و تغییرات این طبقات در سری های زمانی VHIمورد بررسی قرار گرفت. بررسی سری های زمانی حاصل از VCIو TCIنشان داد که ارتباط معنی داری میان تغییرات NDVIو LSTوجود دارد. مطابق نتایج نقشه های طبقه بندی شدت خشکسالی، شاخص VHI، سال 1379 و 1380 دارای بیشترین شدت و سال های 1383 و 1386 دارای کمترین شدت خشکسالی بوده اند. همچنین ماه اردیبهشت دارای بیشترین شدت خشکسالی و شهریور دارای کمترین شدت خشکسالی بوده است. بیشترین درصد مساحت طبقات خشکسالی بترتیب مربوط به طبقه بدون خشکسالی (56%)، ملایم (19%)، متوسط (%15)، شدید (8%) و خیلی شدید (2%) بوده است. مقایسه نتایج حاصل از این تحقیق و گزارش سازمان هواشناسی، دقت بسیار خوب روش استفاده از شاخص سنجش از دوری VHI درپایش خشکسالی کشاورزی را نشان می دهد. نتیجه آنکه شاخص های سنجش از دوری پایش خشکسالی (مانند VHI) می توانند با برطرف کردن نقاط ضعف روش های نقطه ای، در پایش خشکسالی کشاورزی به تصمیم سازان و برنامه ریزان کمک شایانی نمایند.

خشکسالی یکی از بلایای طبیعی است که ممکن است در هر اقلیمی رخ دهد. در دهه های اخیر کشور ایران به به طور پیاپی تحت تأثیر خشکسالی های شدید و گسترده قرار داشته و آثار زیانباری بر بخش های مختلف اقتصادی از جمله بخش کشاورزی، محیط زیست و منابع آب کشور تحمیل کرده است. امروزه برای شناسایی و تحلیل خشکسالی های کشاورزی از شاخص های پوشش گیاهی که به کمک فن آوری سنجش از دور بدست می آیند استفاده می شود. بر این اساس، هدف از این پژوهش بررسی کارایی شاخص های پوشش گیاهی NDVI ، EVI و VCI در شناسایی و تحلیل خشکسالی کشاورزی در حوزه آبخیز کرخه می باشد. برای محاسبه این نمایه ها تصاویر سنجنده مودیس) ماهواره Terra، محصولMOD13A2 ) طی مدت 17 سال در دوره آماری 2000-2017 استفاده شد. دقت نمایه های یاد شده با شاخص ZSI محاسبه شده در 11 ایستگاه باران سنجی واقع در حوضه کرخه برای دوره آماری 1379-1396 مورد ارزیابی قرار گرفت. براساس مقادیر NDVI، EVI و VCI محاسبه شده، کمترین و بیشترین مقدار پوشش گیاهی به ترتیب در سال های 1379 و 1380 مشاهده شد. اما بررسی ZSI نشان داد که از سال 1379 تا 1387 اکثر ایستگاه ها با خشکسالی مواجه بوده اند و شدیدترین خشکسالی در سال 1387 رخ داده است. از سال 1389 تا انتهای دوره در اکثر ایستگاه ها شرایط نسبتاً نرمال مشاهده شد. بنابراین طبق نتایج بدست آمده همزمانی خشکسالی هواشناسی و کشاورزی در تمام سال ها وجود ندارد و نباید انتظار داشت که با افزایش بارندگی، NDVI، EVI و VCI نیز ترسالی و افزایش پوشش گیاهی را نشان دهند.

با توجه به روند تغییرات اقلیم و کاهش بارندگی در دهه اخیر، خشکسالی به یک مشکل بزرگ در جهان و بالاخص در مناطق خشک و نیمه خشک از قبیل ایران تبدیل شده است. استفاده از تکنیک سنجش از دور و تصاویر ماهواره ای به عنوان یک ابزار مفید جهت پایش مکانی و زمانی خشکسالی مورد توجه محققین واقع شده است. اما استفاده از این تکنیک و نتایج حاصل از آن همچنان نیاز به ارزیابی و واسنجی برای مناطق مختلف دارد. هدف این پژوهش ارزیابی پوشش گیاهی و دمای سطح زمین جهت تحلیل دوره خشکسالی و ترسالی در حریم پوششی رودخانه کارون استان خوزستان با استفاده از تصاویر ماهواره مادیس سنجنده ترآ، داده های بارش ایستگاه های سینوپتیک واقع در منطقه، شاخص های سنجش ازدوری همچون TCI,VCI,VHI به منظور آشکارسازی تغییرات رخ داده در بازه زمانی17 ساله(مادیس) و 28 ساله (بارش، جهت صحت سنجی) می باشد. بدین منظور ابتدا با بررسی داده های بارا نسنجی و سینوپتیک ایستگاه های موجود و با استفاده از مدل شاخص بارش استانداردشده(SPI) سه ماه MAY,JUN,APR به عنوان نمونه انتخاب شد. در این مطالعه از تارنمای SearchEarthData تصاویر ماهواره ای با کد(MOD11A2,MOD13A3) از سال 2000 تا 2017 دریافت شده و روی آن ها پیش پردازش و پردازش های لازم همانند تصحیح هندسی و رادیومتریک انجام گرفته شده است، و سپس شاخصSPI با شاخص های شرایط دمایی، شاخص وضعیت پوشش گیاهی و شاخص سلامت پوشش گیاهی به صورت تلفیقی به کمک تصاویر ماهوارهMODIS سنجنده TERRA مورد مقایسه قرار گرفت. بدین ترتیب در مرحله بعد نتایج این مطالعه نشان داد تصاویرMODIS و شاخص های ساخته شده دارای قابلیت لازم برای پایش خشکسالی می باشد.همچنین جهت پردازش اطلاعات گرانشی تغییرات سطح آب های زیرزمینی از داده های سنجنده GRACE MONTHLY MASS GRIDS_LAND بهره گرفته شد. 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 دوچندان کند.

هدف از پژوهش حاضر بررسی خشکسالی از جنبه های هواشناسی، هیدرولوژیکی و سنجش ازدور در حوضه قره سو واقع در استان اردبیل با مساحتی حدود 495 کیلومترمربع است؛ بنابراین، به منظور محاسبه خشکسالی هواشناسی (شاخص SPI) از مقادیر بارندگی ماهانه مربوط به 22 ایستگاه باران سنجی در بازه زمانی 30 ساله (2015-1985) و برای محاسبه خشکسالی هیدرولوژیکی (شاخص SDI) از مقادیر دبی ماهانه 14 ایستگاه هیدرومتری از سال 1985 تا 2015(30 سال) استفاده شد. در ادامه شاخص های SPI و SDI، در بازه های زمانی 1، 3، 6، 9 و 12 ماهه، همچنین به صورت فصلی و نیم سال آبی با یکدیگر مقایسه شدند. جهت بررسی خشکسالی پوشش گیاهی و محاسبه شاخص های NDVI, VCI، از تصاویر MOD13 A1 v6 سنجنده MODIS، با توان تفکیک مکانی 500 متر در بازه زمانی 15 ساله (2015-2000) استفاده شد. نتایج سری زمانی خشکسالی هواشناسی در قره سو نشان داد که خشکسالی در سال های (2001-2000، 2006-2005، 2008-2007 و 2014-2013) به صورت فراگیر رخ داده است. به طوری که بیشترین پهنه های درگیر خشکسالی مربوط به نواحی شمال و شمال شرق حوضه(ایستگاه های نمین و ابرکوه) بوده است. همچنین نتایج نشان داد که خشکسالی هواشناسی در سال های اخیر تداوم بیشتری داشته و به صورت محسوس با 1 تا 3 ماه تأخیر، بیشترین همبستگی را با خشکسالی هیدرولوژیکی داشته است. همچنین نقشه های پهنه بندی شاخص های NDVI وVCI  نشان داد که در تشخیص دوره های خشکسالی و ترسالی با شاخص SPI همخوانی دارند اما مقادیر همبستگی آن ها متفاوت است. درنهایت مقایسه شاخص های NDVI وVCI  با شاخص SPI نشان داد که شاخص VCIبا مقدار 44/0=r  بیشترین همبستگی را با  شاخص SPI دارد. این در حالی است که  مقدار همبستگی بین شاخص های NDVI وSPI   برابر با 38/0=r می باشد. نتایج پهنه بندی شاخص VCI نشان داد که در شرایط خشکسالی شدید، تنها در شرق حوضه و در مناطق اطراف سبلان، شرایط مطلوب پوشش گیاهی مشاهده می شود، اما در دیگر مناطق حوضه، خشکسالی متوسط و ضعیف رخ داده است.