بخشی از مقاله
چکیده:
مطالعه وضعیت خشکسالی در نواحی مختلف در تدوین طرحهای مقابله با خشکسالی و مدیریت خطر آن از اهمیت زیادی برخوردار است. بارندگی یکی از مهم ترین متغیرهایی است که از آن در تعریف خشکسالی استفاده می شود. نمایه های مختلفی بر پایه بارش برای ارزیابی خشکسالی ارائه شده است هدف از این تحقیق بررسی کارایی نمایه های خشکسالی در استان کردستان و انتخاب مناسب ترین نمایه میباشد.
برای دست یابی به این هدف، با استفاده از داده های سالانه بارش از سال 1992 تا 2005، چهار شاخص DI، PN، SPI و ZSI و نرمافزار DIC اقدام شد. جهت انتخاب مناسب ترین نمایه از ضریب همبستگی پیرسون و ضریب همبستگی - R2 - رگرسیون خطی نرمافزار SPSS در دوره آماری مورد مطالعه استفاده گردید. نتایج حاکی از آن بود که در شش شهرستان مورد بررسی استان کردستان - سنندج، سقز، بیجار، دیواندره، قروه و مریوان - بیشترین فراوانی مربوط به شرایط نرمال است.
شدیدترین خشکسالی توسط شاخص SPI در سالهای 1999 و 2001 مشاهده گردید. شاخصهای DI، PN، SPI و ZSI در هر شش شهر در سطح 0/01 معنیدار شدند و همبستگی خطی بالایی بین سه شاخص PN، SPI و ZSI بهصورت دوبهدو در هر شش شهر مشاهده شد که حاکی از این است که سه شاخص نتیجه تقریباً مشابهی دارند و شاخص PN دقت کمتری نسبت به شاخصهای دیگر دارد.
مقدمه
خشکسالی، پدیدهای است طبیعی و نامحسوس است که در پی کاهش بارندگی در طی یک دوره ممتد کوتاه یا طولانی روی میدهد . - Hardy,2003;Sherma et al.,2004 - خشکسالی به عنوان یکی از محدودیت-های خاص طبیعت برای هر اقلیمی تکرارپذیر و پیش آمدنی است، که تقوی و محمدی - 1386 - از آن به عنوان ناهنجاری اقلیمی یاد کردهاند. خشکسالی ها در حالت کلی سه نوع هستند ْخشکسالی هواشناسی، خشکسالی هیدرولوژکی و خشکسالی کشاورزی.
خشکسالی هواشناسی یا آب و هوایی ناشی از کمبود بارندگی می باشد که در صورت تداوم منجر به خشکسالی هیدرولوژی و کشاورزی می گردد ؟بارش عمده ترین پارامتری است که در تعریف خشکسالی بکار رفته است، یعنی خشکسالی و ترسالی در مقایسه با کم تر یا بیشتر بودن ریزش های جوی از میانگین بارندگی یک منطقه سنجیده می شود
ردوانی - 1380 - نمونههای زیادی از خشکسالی را در ایران و جهان و اثرهای آن در کشورهایی که از لحاظ اقلیمی شرایط بهتر از کشور ما دارند، ذکر کرده است. اظهار نظر کارشناسان گویای آن است که در ایران در 22 سال گذشته 13 خشکسالی را پشت سر گذاشته است
بر طبق گزارش فائو، بدترین خشکسالی در 40 سال گذشته مربوط به سالهای 1999 تا 2001 بوده است. به طوری که در استانی چون استان فارس 37 درصد جنگلها و مراتع به میزان 70 تا 100 درصد ازمیان رفتهاند
طراحی و توسعه سیستمهای منابع آب و همچنین مدیریت محیط زیست و مراتع تا حد زیادی با نحوه مدیریت خشکسالی و تعیین راههای مقابله با این ارتباط دارد. بخش وسیعی از کشور به علت قرار گرفتن در کمربند بیابانی دنیا دارای اقلیمی خشک و نیمه خشک بوده و به این علت بارش کمی - پدیده یکسوم بارش متوسط جهان - دریافت میکند
با توجه به نقش شاخصهای خشکسالی ونهایتاً تهیه نقشههای خطرپذیری این بلای طبیعی، بایستی از شاخصی جهت تعیین شدتهای خشکسالی و کمیت بخشیدن به آنها بهره برد. سرحدی و همکاران - 1387 - به منظور برآورد گسترده تحت تأثیر خشکسالی در استان اصفهان از چهار شاخص PNPI,DPI,RAI و SPI استفاده کردند. Wu و همکاران - 2001 - با استفاده از دادههای بارندگی ماهانه، به ارزیابی شاخصهای بارش استاندارد شده SPI، z چینی - CZI - و نمره - z-score - z در مقیاسهای زمانی 12،9،6،3،1 ماهه، برای اقلیمهای خشک و مرطوب کشور چین پرداختند و دریافتند که هر سه شاخص، نتایج یکسانی را برای همه مقیاسهای زمانی به همراه داشته، ولی محاسبات مربوط به شاخصهای CZI و عددz ، آسانتر از شاخص SPI بوده است. LIAN و همکاران - 2012 - با استفاده از دادههای بارش از 35 ایستگاه هواشناسی در حوضه رودخانهها به تجزیه تحلیل سالانه شاخص خشکسالی SPI برای نزدیک به 50 سال - 2010-1961 - اقدام نمودند.
در تحقیق حاضر هدف بررسی وضعیت خشکسالی استان کردستان با دادههای بارش در دوره آماری چهارده ساله است و برای محاسبه شاخص-ها از نرمافزار - DIC1 - که حجاری زاده و جوی زاده در سال 2007 آن را تولید کردهاند، استفاده شد. گفتنی است، برای این منظور از الگوی سالانه استفاده گردید.
مواد و روشها
موقعیت جغرافیایی :استان کردستان با مساحت 28235 کیلومترمربع در غرب ایران بین 34 درجه و 44 دقیقه تا 36 درجه و 30دقیقه عرض شمالی و 45 درجه و 31 دقیقه تا 48 درجه و 16 دقیقه طول شرقی قرار دارد. میانگین بارندگی استان 496میلیمتر و میانگین دما در ارتفاعات 8 درجه سلسیوس و در مناطق پست 13 درجه سلسیوس است و اقلیم سرد و معتدل طبق اقلیم نمای کوپن از ویژگیهای اقلیمی آن است؟ بیشترین درصد بارشها معادل 48/5 درصد به فصل بهار با میانگین دمای 15 درجه سانتیگراد و پس از آن به شکل برف به فصل زمستان با میانگین دمای 5 درجه سانتیگراد تعلق دارد؟ در مقابل فصل تابستان با میانگین دمای 5 درجه سانتیگراد از هیچگونه بارندگی برخوردار نیست؟
در این تحقیق 6 شهرستان انتخاب شده و دادههای بارندگی سالانه ثبت شده در آنها برای به دست آوردن 4 شاخص خشکسالی تجزیه و تحلیل شدند؟ یک دوره آماری مشترک 14 ساله - 1992-2005 - انتخاب و پس از انجام آزمون مربوط به دادههای پرت، همگنی دادهها - روش جرم مضاعف - ، نواقص آماری دادهها از روش همبستگی و نسبت نرمال برطرف گردید
در جدول 1 مشخصات ایستگاههای مورد مطالعه و موقعیت جغرافیایی آنها آورده شده است. در این تحقیق جهت محاسبه نمایههای DI، PN،SPI و ZSI از نرمافزار DIC استفاده شد.
جدول -1 مشخصات ایستگاههای تحت مطالعه در استان کردستان
شاخص درصد بارندگی : - PN - درصد نرمال بارندگی یکی از سادهترین شاخصهای خشکسالی است. این امر سبب شده است تا محققین زیادی، بهخصوص محقق استرالیایی، از آن استفاده نمایند. این شاخص از رابطه زیر به دست میآید:
pi بارندگی سال i و میانگین بارندگی در سالهای آماری میباشد. این شاخص همواره مثبت بوده و از سمت پایین محدود به صفر و از تئوری محدودیتی ندارد. طبقات مختلف این شاخص در جدول 2 آمده است.
شاخص دهکهای بارندگی : - DI - مرتب نمودن دادههای بارندگی ماهانه در دهکها، تکنیک دیگری برای پایش خشکسالی است. شاخص دهکها اولین بار توسط Gibbs و - 1967 - Maher برای اجتناب از بعضی نقاط ضعف روش درصد نرمال بارندگی بکار گرفته شد. اصول کلی در محاسبه دهکها به صورت زیر است:
-1 مرتب نمودن دادههای بارندگی ماهانه به صورت صعودی.
-2 تعیین دامنه دهکی با استفاده از رابطه زیر:که در آن: mi دهک i ام، :i شماره دهک و :n تعداد دادههای بارندگی است.
-3 برآورد مقادیر بارندگی مربوط به هر دهک - حد انتهایی - .
-4 تعیین سالهای آماری که در دهکهای مختلف قرارگرفتهاند.
طبقات مختلف این شاخص در جدول 2 آمده است.
شاخص SPI - شاخص بارش استاندارد شده - : از بهترین و جامعترین و در عین حال سادهترین روش مطالعه خشکسالی و ترسالی و خصوصیات آنها محسوب میشود. اساس این شاخص انحراف از میانگین نسبت به انحراف معیار دادههای آماری است؛ به عبارت دیگر در این روش علاوه بر انحراف از میانگین بارشهای رخداده در طی یک دوره آماری، انحراف معیار دادهها نیز مورد استفاده است، بهطوریکه نسبت اختلاف میانگین جامعه یا نمونه از مقدار بارندگی هر سال آماری به انحراف معیار جامعه یا نمونه محاسبه میشود؛ و معادله آن به صورت زیر میباشد.
بارندگی سال i و SD انحراف معیار بارش در طول دوره آماری،میانگین بارندگی بلند مدت میباشد.طبقات مختلف این شاخص در جدول 2 آمده است.
شاخص Z-Score، : - ZSI - اساس این شاخص انحراف از میانگین نسبت به انحراف معیار دادههای آماری است و معادله آن به صورت زیر میباشد.
که در آن pi بارندگی سال i و SD انحراف معیار بارش در طول دوره آماری، میانگین بارندگی بلند مدت میباشد.
در جدول شماره 2 طبقات مختلف شاخصهای مورد برسی برای تمامی شاخصهای خشکسالی آورده شده است.
جدول -2 طبقات مختلف شاخصهای خشکسالی
برای تعیین شاخصی که بهتر و دقیقتر از بقیه شاخصها خشکسالیهای منطقه را نشان میدهد، اقدام به تعیین ضریب همبستگی با بارش منطقه نمودیم پس از ورود نتایج به نرمافزارSPSS ضریب همبستگی پیرسون داده بارش و شاخصه و هم چنین ضریب همبستگی - R2 - رگرسیون خطی دو به دوی شاخصها به دست آمد
