پایش و مدل سازی خشکسالی استان سمنان با استفاده از الگوهای سری زمانی

کمبود بارنگی، تغییر رژیم بارش ، نوع و شدت بارش و بی نظمی زمان بارش اثرات منفی بر کشاورزی، منابع آب سطحی، ذخیره سازی آب های زیرزمینی، رطوبت خاک و ... می گذارد. انحراف موقتی بارندگی یک منطقه از توزیع نرمال اقلیمی آن، یادآور واژه خشکسالی می باشد. در واقع خشکسالی یک پدیده اقلیمی و تکرارپذیر است اگر چه به اشتباه آن را به عنوان یک واقعه نادر و اتفاقی مورد بررسی قرار می دهند. دانشمندان به این باور رسیده اند که خشکسالی های دهه های اخیر نشانه روشنی از تغییرات اقلیمی و گرمایش جهانی می باشد. این امر سبب شده تا بسیاری از مناطق دنیا بویژه نواحی خشک و نیمه خشک ، این پدیده را را با فراوانی بیشتر و شدت های زیادتر تجربه کنند. با توجه به واقع شدن استان سمنان در کمربند خشک و نیمه خشک جهان و همچنین همجواری با کویر مرکزی ایران و افزایش فراوانی، شدت و مدت خشکسالی های دهه اخیر اهمیت توجه به مدل سازی و پیش بینی خشکسالی پیش از پیش ضروری است. شناخت و توصیف کمی هر پدیده یا فرآیند محیطی و اقلیمی و پیش بینی رفتار آن از بعد زمانی و مکانی نیازمند در اختیار داشتن مدل و الگوی مناسب از آن فرآیند است. استفاده از الگوی سری های زمانی یکی از روش های دستیابی به هدف مدل سازی در وقوع خشکسالی است.در مقاله حاضر از آمار بارندگی 5 ایستگاه سینوپتیک در استان سمنان با دوره آماری 1392-1365 استفاده شد. در گام اول با استفاده از روش های توصیفی وضعیت بارندگی دوره آماری با 10 سال گذشته مورد بررسی و تجزیه و تحلیل قرار گرفت. در گام دوم در راستای توصیف خصوصیات خشکسالی(فراوانی، شدت و مدت خشکسالی) طی بازه های مختلف از شاخص بارش استاندارد شده(SPI) به دلیل مزایایی که در تحلیل مکانی و ایجاد ارتباط زمانی بین رخدادهای خشکسالی دارد، استفاده شده است. همچنین روند خشکسالی های سه دهه اخیر ترسیم شد. سپس پهنه های مکانی خشکسالی های مذکور در محیط سیستم اطلاعات جغرافیایی(GIS) ترسیم گردید. بعد از آن با استفاده از توزیع پیرسون تیپ 3، شدت خشکسالی برای تداوم های 2، 4، 6 و 8 ماهه با دوره بازگشت 2، 3، 5، 10، 25 و 50 ساله برای ایستگاه های منتخب محاسبه و منحنی های شدت – مدت و دوره بازگشت ترسیم گردید. در گام آخر پس از پایش، تحلیل و ارزیابی شدت های خشکسالی، اقدام به تعیین الگوی مکانی مناسب منطبق با وضعیت خشکسالی در استان سمنان شد. با استفاده از تحلیل سری های زمانی و بر اساس الگوهای مکانی تهیه شده در مناطق مختلف استان سمنان، مدل مناسب هر منطقه با کمک از نرم افزار Minitab/Wi تهیه شد. در شبیه سازی وقوع خشکسالی با استفاده از الگوهای سری زمانی، بر اساس روش خودهمبستگی و خودهمبستگی جزیی، ارزیابی تمامی الگوهای احتمالی به لحاظ ایستا بودن(مانایی)، بررسی پارامترها و انواع مدل ها، مدل ARIMA انتخاب شد و مناسب ترین مدل جهت الگوسازی خشکسالی در هر منطقه تعیین و ارایه گردید.

کلیدواژه ها:

خشکسالی ، مدل سازی ، SPI ، الگوهای سری زمانی ، ARIMA