پایش پدیده خشکسالی در ایران مرکزی با استفاده از شاخص SPI

تغییرات اقلیمی یکی از ویژگی های طبیعی چرخه اتمسفری می باشد که بر اثر آن ناهنجاری ها و یا نوساناتی در روند پارامترهای هواشناسی از جمله بارندگی و دما حاصل می شود. این ناهنجاری ها در بسیاری از نقاط دنیا شدید است و موجب اختلال در اکوسیستم های طبیعی می گردد. خشکسالیها نشانه روشنی از این تغییرات اقلیمی می باشند که بسیاری از مناطق خشک و نیمه خشک دنیا را با شدتهای زیاد هرچند سال یکبار دربر می گیرند. تاکنون شاخص های متعددی نظیر شاخص انحراف از میانگین، شاخص دهکها، شاخص رطوبتی تورنت وایت، شاخص پالمر و از این قبیل برای پایش پدیده خشکسالی پیشنهاد شده است که هر کدام دارای مشکلات خاصی می باشند. به عنوان مقال شاخص انحراف از میانگین وابسته به مکان بوده و با توجه به اینکه میانگین بارندگی در هر محل ارزش خاص دارد، این شاخص در پایش توزیع و گستره مکانی خشکسالی ناتوان است شاخص پالمر نیز به جهت نیاز به پارامترهای متعدد و پیچیده بودن محاسبات، از کاربری محدودی بویژه در ایران که از نبود و یاکمبود اطلاعات رنج می برند برخوردار می باشد. مطالعاتی که تاکنون در این زمینه در ایران انجام شده است، محدود به چند مطالعه بر مبنای استفاده از شاخص انحراف از میانگین و شاخص دهک ها است. دراین تحقیق با استفاده از روش شناخته شده شاخص SPI پدیده خشکسالی مورد بررسی و تجزیه و تحلیل قرار می گیرد. شاخص SPI که تنها بر پایه استفاده از معیار بارندگی استوار است اساس برای تعریف و پایش خشکسالی و ترسالی ارائه شده است. این شاخص به تحلیل گر این امکان را می دهد تا تعداد وقایع خشکسالی و ترسالی اتفاق افتاده را برای هر گام زمانی دلخواه تعریف و شناسایی نماید. از آنجایی که این شاخص بی بعد می باشد، می توان به کمک اطلاعات مناطق مختلف را با هم مقایسه و نقشه های گستره خشکسالی را با دقت بیشتری تولید نمود. از جمله مزایای دیگر این شاخص آن است که می توان خشکسالی های شدید و ترسالی های شدید منطقه را شناسایی و با برازش تابع چگالی احتمال، تحلیل قراوانی بر روی آن انجام داد. برای انجام این تحقیق ابتدا داده های بارندگی ماهانه 22 ایستگاه هواشناسی واقع در استانهای یزد و اصفهان در یک دوره آماری 40 ساله مورد بررسی آماری قرار گرفتند. سپس مناسب ترین تابع توزیع احتمال برای هر ایستگاه شناسایی و تابع توزیع احتمال احتمال تجمعی داده ها محاسبه گردید. با تبدیل تابع توزیع تجمعی هر ایستگاه به تابع توزیع نرمال، اقدام به نرمال سازی داده ها گردید. با نرمال کردن داده ها، احتمال تجمعی داده ها در توزیع نرمال محاسبه شد. با توجه به میانگین صفر و انحراف از معیار 1 در توزیع نرمال استاندارد، شاخص SPI بیانگر تعداد انحراف از معیار هر رخداد بارندگی از میانگین می باشد. به این ترتیب بر اساس توزیع تجمعی نرمال هر ایستگاه ، احتمال مقادیر بارندگی سری زمانی هر ایستگاه محاسبه و شاخص SPI معادل آن تعیین شد. سپس شاخص SPI برای مقیاسهای 3، 6، 9، 12 و 24 ماهه محاسبه گردید. برای شناخت توزیع مکانی خشکسالی های منطقه، مقادیر SPI هر رویداد مشخص خشکسالی در سطح کل استانهای یزد و اصفهان مورد تجزیه و تحلیل زمین آماری قرار گرفت و نقشه های گستره خشکسالی منطقه ایران مرکزی برای دوره های یاد شده در محیط GIS تولید گردید. نقشه های تولید شده نشان می دهند که پدیده خشکسالی از غرب به شرق از یک روند تقریبا افزایشی پیروی نموده و در حاشیه استان یزد به شدت خشکسالیها به حداکثر می رسد.

کلیدواژه ها:

خشکسالی ، پایش ، ایران مرکزی ، SPI