شاخص استاندارد شده بارش

پژوهش حاضر جهت بررسی ویژگی های خشکسالی و تعیین روابط شدت، مدت ، فراوانی و سطح درگیر با خشکسالی در منطقه شمال غرب ایران صورت گرفته است. بدین منظور آمار مورد نیاز برای انجام این تحقیق از سازمان هواشناسی کل کشور و مدیریت منابع آب به مدت 22 سال(اکتبر1988 تا سپتامبر2009 ) اخذ گردید. سپس داده ها به روش رگرسیون در نرم افزار Excelبازسازی و نیز از شاخص استاندارد شده بارش(SPI) جهت تجزیه و تحلیل داده ها استفاده شده است. نتایج حاصل از روش SPI نشان داد که فراوانی وقوع خشکسالی در شدت های ضعیف و متوسط طی سیکل زمانی مورد نظر، بیشتر رخ داده اند. رابطه مدت فراوانی حاکی از وجود همبستگی معکوس بین دو ویژگی خشکسالی بوده و همبستگی مقادیرSPI در 20 ایستگاه مورد مطالعه نشان دهنده همزمانی وقوع خشکسالی در ایستگاه های مجاور هم بوده است و با افزایش فاصله میزان آن کاهش می یابد. همچنین با ایجاد ماتریسی با ابعاد ، که سطرها نشان دهنده زمان و ستون ها نیز ایستگاه ها را نشان می دهند، اقدام به گروه بندی بین ایستگاهی ضرایب ترسالی و خشکسالی به 4 خوشه مجزا شده است. در واقع گروه بندی ایستگاه ها در چهار دسته مجزا حاکی از اختلاف برون گروهی بین ایستگاه های هر گروه و عدم اختلاف یا اختلاف ناچیز درون گروهی ایستگاه های هر گروه است. از این رو می توان گفت شرایط ترسالی و خشکسالی از لحاظ مکانی و زمانی در ایستگاه های هر گروه تقریبا یکسان و در بین گروه ها متفاوت است. همچنین معادلات رگرسیونی بدست آمده با استفاده از متغیر مستقل مدت نشان می دهد که روند حاکم بین این دو، در تمامی ایستگاه ها معکوس بوده و صرفاً از معادله خطی درجه یک پیروی نمی کند. زیرا افزایش ناگهانی فراوانی خشکسالی در مدت های 4 و 5 ماهه روند عمومی کاهش را تغییر داده و از حالت خطی خارج می کند. از طرف دیگر میزان کاهش فراوانی متناسب با افزایش مدت خشکسالی نبوده و در آن شیب های مختلف مشاهده می شود. سپس یک دوره زمانی 8 ماهه( ماه فوریه تا سپتامبر2007 ) انتخاب و بر مبنای طبقات خشکسالی - ترسالی، منطقه مورد مطالعه در قالب 8 نقشه پهنه بندی گردید.

رطوبت خاک از اصلی ترین عواملی است که تحت تاثیر خشکسالی قرار می گیرد. شاخص کمبود رطوبت خاک (SMDI) یکی از مهمترین شاخص هایی است که براساس رطوبت خاک، خشکسالی را پایش می نماید. اما به دلیل عدم اندازه گیری مستقیم رطوبت خاک در ایستگاه های هواشناسی و نبود اطلاعات، به طور محدودی استفاده شده است. در پژوهش حاضر از داده های هواشناسی ایستگاه سینوپتیک زرقان در طول دوره آماری 30 ساله (1992 تا 2022) استفاده و به کمک دو مدل ET0 و AquaCrop مقدار رطوبت خاک در عمق های 5، 15، 45 و 95 سانتیمتر تخمین زده شد. سپس درصد کمبود رطوبت خاک و شاخص SMDI محاسبه گردید. همچنین نتایج این شاخص، با دو شاخص متداول SPI و RDI که مبتنی بر داده های بارش و تبخیرتعرق پتانسیل است، مقایسه و تحلیل گردید. بیشترین مقدار این شاخص پس از یک دوره پر باران سالهای 1994 و 1995 در سال 1996 است و کمترین مقدار نیز پس از سالهای خشک 2008 تا 2010 در سال 2011 رخ داده است. با توجه به اینکه بیشترین و کمترین مقدار بارندگی در 2004 و 2021 است، شاخص های خشکسالی SPI و RDI، شدیدترین ترسالی و خشکسالی را در سالهای مذکور نشان داده اند. در سال 2010، 2011 ، 2016 و2021 خشکسالی های شدیدی رخ داده که هر سه شاخص در این مورد نتایج مشابهی داشته اند. در بررسی روابط بین پارامترهای هواشناسی و شاخص ها، نتایج نشان داد شاخص SMDI کمترین ضریب تبیین را با تبخیرتعرق (25/0)، شاخص RDI (4/0) و پس از آن با شاخصSPI  و بارش (45/0) دارد. همچنین نتایج نشان داد همبستگی و ارتباط قوی بین دو شاخص SPI و RDI وجود دارد. درخصوص خشکسالی های حدی و خیلی شدید که میزان بارش کاهش زیادی داشته و تبخیرتعرق نیز افزایش می یابد، شاخص RDI مناسبتر بوده و شدت خشکسالی را با دقت بالاتری نشان می دهد و حساسیت آن نسبت به شرایط آب و هوایی بیشتر از شاخص SPI است. لذا توصیه می گردد در مناطق خشک و نیمه خشک که شدت خشکسالی به آستانه شدید و خیلی شدید نیز می رسد، از شاخص هایی استفاده گردد که علاوه بر بارش، عوامل دیگر را در نظر بگیرد.