تبخیر- تعرق

خشکسالی یک مشکل مهم برای اغلب کشورهای مناطق خشک می باشد که ایران نیز یکی از این کشورها است. هدف این مقاله مطالعه الگوهای مکانی و زمانی وقایع خشکسالی در دشت کاشان می باشد. میانگین ارتفاع محدوده مورده مطالعه حدود 1987 متر از سطح دریا است. پوشش گیاهی تنک و پراکنده بر روی تپه های ماسه ای و اراضی شور و ویژگی عمومی منطقه را شامل می شود. داده های هواشناسی ایستگاه های ابیانه، اردستان، قم، کاشان، نطنز و اطلاعات پایه محیطی (هیپومتری، زمین شناسی و قابلیت اراضی) می باشد. الگوی مکانی و زمانی، خشکسالی هواشناسی با روش درون یابی شاخص Z نرمال بارندگی در سامانه اطلاعات جغرافیایی (GIS) تعیین گردید. مطالعات اقلیمی منطقه مبتنی بر داده های هواشناسی ایستگاه های سینوپتیک در طول سال های (2004-1964) و با تاکید بر ایستگاه های کاشان و قم می باشد. به علت نوسانات شدید بارش و عناصر جوی در منطقه کاشان از یک سو و نیز به دلیل تاثیر پذیری شرایط طبیعی منطقه از وضعیت جوی حاکم از میانگین فصلی عناصر اقلیمی برای شاخص Z نرمال استفاده شده. با توجه به شکل شاخص Z نرمال بارش فصلی، مشاهده می شود که در برخی سال ها تنها یک وضعیت اقلیمی قابل تشخیص است (آوریل 2000 و 2002) ولی وضعیت محیطی منطقه ترکیبی از پهنه های کویری و بیابانی بسیار گرم تا مناطق کوهستانی است که می توانند شرایط متفاوت آب و هوایی منطقه را در شرایط زمانی مشابه توجیه کنند. شاخص خشکسالی Z نرمال بارش دوره سه ماهه بهار را با شاخص مثبت نشان می دهند و در مجموع در سه سال 1999 تا 2001 شرایط منفی و نامساعد بارشی مشاهده می شود که شدیدترین وضعیت بارش در دوره سه ماهه بهار سال 2000 ثبت شده است. در مقابل همچنان که گفته شد در سال 2002 میزان بارش گویای شرایط مرطوب و بقیه سال ها شرایط نرمال تا مثبت خفیف را نشان می دهد.

با توجه به نقش اساسی تبخیر- تعرق در بیلان آب، برآورد دقیق آن در بسیاری از پروژه ها و مطالعات علمی در زمینه هیدرولوژی، کشاورزی، صنعت، مهندسی آب و سایر علوم وابسته، برای مدیریت کارآمد منابع آبی و طراحی سازه های هیدرولیکی مورد نیاز است. روش های سنتی برآورد تبخیر-تعرق واقعی که عمدتاً متکی بر لایسیمترها می باشد علاوه بر مشکلات خاص نگهداری و ثبت داده ها، فقط به صورت نقطه ای استخراج می گردند و با توجه به نیاز مبرم برای محاسبات در سطح، تعمیم دادن آن به ویژه در مناطق کوهستانی نادرست است. در سال های اخیر با گسترش کاربرد تصاویر ماهواره ای در برآورد تبخیر- تعرق واقعی، روش هایی ابداع شده است که از جمله آن ها می توان به روش سبال[1] اشاره نمود. در تحقیق انجام یافته مدل سبال برای برآورد تبخیر- تعرق واقعی در منطقه مورد مطالعه (شهرستان مشگین شهر) انتخاب گردید. این مدل در بسیاری از کشورها اجرا شده و نتایج قابل قبولی از آن به دست آمده است. این مدل عموماً برای مناطق مسطح طراحی شده و تأثیر عوامل ارتفاع، شیب و جهت شیب در محاسبه نادیده گرفته شده است. در این تحقیق با دخالت دادن عوامل مذکور در مدل، نوع جدیدی از این مدل به نام «سبال کوهستانی» معرفی گردیده است. منطقه مشگین شهر در شمال غربی ایران با توجه به داشتن خصوصیات مناسب برای اجرای این مدل، انتخاب و با انجام محاسبات بر روی ورودی های این مدل که عبارتند از: لایه DEM، شیب، جهت شیب، کسینوس زاویه فرودی خورشید، رادیانس طیفی، انعکاس طیفی، آلبیدوی سطحی، تابش فرودی، شاخص پوشش گیاهی به هنجار شده، گسیلمندی سطحی، دمای سطح، تابش موج بلند خروجی، تابش موج بلند فرودی، شار گرمای خاک، شار گرمای محسوس و شار گرما نهان موفق به محاسبه تبخیر- تعرق واقعی لحظه ای در منطقه مورد مطالعه شده ایم. با مقایسه دمای سطح و شاخص پوشش گیاهی به هنجار شده (NDVI) همبستگی 969/0- بین آن ها مشاهده گردید. هم چنین مقایسه بین تبخیر-تعرق واقعی محاسبه شده و شاخص پوشش گیاهی، نشانگر انطباق این دو عامل با یکدیگر بوده است (همبستگی مثبت 81/0) به طوری که مناطق با تراکم پوشش گیاهی با مناطق با تبخیر- تعرق واقعی بالا منطبق هستند. از طرف دیگر مقایسه تصاویر دمای سطح و تبخیر- تعرق واقعی نیز عدم انطباق آن ها را تأئید می کند به طوری که مناطق با دمای سطح بالا از میزان تبخیر- تعرق پائین برخوردار هستند.