بخشی از مقاله
چکیده
در این تحقیق دوره های ترسالی و خشکسالی سالانه در ایستگاه سینوپتیک الیگودرزواقع در استان لرستان با استفاده از نرم افزار شاخص خشکسالی DIP بررسی شد. بدین منظور داده های دوره آماری 25 ساله از سال 1365 تا 1389 انتخاب و شاخص های درصدنرمال - PN - ، دهک - DI - ، استانداردبارش - SPI - ، Z چینی - CZI - ، Z چینی اصلاح شده - MCZI - ، و عدد - ZSI - Z مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاکی از آن است که طی دوره آماری بیشتر سالها شرای نرمال و نزدیک به نرمال را داشته ضمن اینکه شاخص های SPI، ZSI و CZI نتایج کاملا مشابهی را ارئه کردند. بر اساس این شاخص ها و همچنین شاخص PN در سالهای 67، 69، 71، 87،78 و 89 خشکی اتفاق افتاده است. بر اساس شاخص DI نیز در همین سالها شرای خیلی پایین تر از نرمال تخمین زده شده است. این در حالی است که در شاخص MCZI تنها در سال 66 خشکی اتفاق افتاده و شرای در سایر سالها نزدیک به نرمال براورد شده است که میتواند بیانگر این موضوع باشد که این شاخص در مقیاس سالانه نمی تواند تخمین مناسبی از شرای هواشناسی ایستگاه باشد.
مقدمه
خشکسالی وضعیتی از کمبود بارش و افزایش دماست که در هر وضعیت اقلیمی ممکن است رخ دهد - علیزاده - 1387 به طور کلی می توان علت خشکسالی را در وجود یک دوره خشک غیر عادی با تداوم زیاد که باعث برهم خوردن تعادل هیدرولوژیکی منطقه شودجستجو کرد - مرید و همکاران . - 2007 تمایز این پدیده با سایر بلایای طبیعی در این است که بر خلاف سایر بلایا، این پدیده به تدریج و در یک دوره زمانی نسبتا طولانی عمل می کند بطوریکه اثرات آن پس از چند سال و با تاخیر بیشتری نسبت به سایر حوادث طبیعی ظاهر می شود - فاتحی و حیدریان . - 1392 خشکسالی به چهار نوع اصلی خشکسالی هواشناسی، خشکسالی هیدرولوژیک، خشکسالی کشاورزی و خشکسالی اقتصادی - اجتماعی تقسیم بندی می شود - دراکوب و همکاران، - 1980 خشکسا لی هواشناسی بیشتر از انواع دیگر خشکسالی رخ داد و خشکسالیهای کشاورزی و هیدرولوژیکی پس از آن به وقوع می پیوندند - محمودی - 1380 پایش به موقع و دقیق هر یک از انواع خشکسالی ها گامی مهم در جهت برنامه ریزی برای کاهش خسارات ناشی از خشکسالی می باشد. پدیده ی خشکسالی موجب کاهش سریع جریانهای سطحی، افت مخازن زیرزمینی، فرسایش آبی و بادی خاک، تغییر کیفیت منابع آب و خاک، افزایش بهره برداری از آبهای زیرزمینی و نشست زمین میشود - پاپلی یزدی، - 1378 و به دلیل تاثیر قابل ملاحظه ای که بر روی بخش کشاورزی و اقتصاد دارد، زندگی انسان ها را تحت تاثیر قرار می دهد - محمودی کهن و همکاران، - 1390 کشور ایران به لحاظ موقعیت جغرافیایی خاص خود نسبت به گردش عمومی جو و خصوصیات توپوگرافی خود در کمربند اقلیمی خشک جهان قرار گرفته است - سبزی پرور و کاظمی - 88 و در مجاورت با پرفشار جنب حاره ای دارای اقلیم خشک و نیمه خشک میباشد؛ در نتیجه، در بیشتر سالها دچار خشکسالی شدید شده است - پاپلی یزدی - 1378 پیامد های منفی وقوع خشک سالی در چنین مناطقی به حدی است که می تواند موجبات بحرانهای سیاسی، اجتماعی و اقتصادی را در کشور فراهم نماید - سبزی پرور و کاظمی . - 88 برای بیان کمی و همچنین ارزیابی آن در مقیاسهای مختلف زمانی و مکانی از شاخصهای خشکسالی استفاده میگردد - اختری و همکاران، . - 1385 در این زمینه تحقیقات متعدد ی در داخل و خارج از کشور صورت گرفته است که در ذیل به برخی ارز آنها اشاره می شود.
علیجانی - 1381 - پیش بینی خشکسالی ها و ترسالی های استان مازندران با استفاده از مدل باکس - جنکینز انجام شد و این نتایج به دست آمد که در سال های 2001 تا 2003 ایستگاه های قائم شهر و بابلسر دوره ترسالی و رامسر و نوشهر دوره خشکسالی را تجربه می کنند . زالایی - 2000 - کاربرد نمایه SPI را در مجارستان مورد بررسی و ارزیابی قرار داد و به این نتیجه رسید که این نمایه مناسب ترین نمایه برای تعریف و تحلیل کمی انواع خشکسالی های هواشناسی، کشاورزی وآب شناختی است. سبزی پرور - 1382 - با استفاده از نمایه های خشک سالی PN,PI وSPI نتیجه گرفت که در طول دوره آماری 27 ساله شدیدترین خشک سالی استان همدان در سال 77-78 به وقوع پیوسته است. لوکاس و همکاران - 2003 - برای مطالعه خشکسالی های هواشناسی در مقیاس های زمانی متفاوت در کشور یونان از سه شاخص عدد Z ، ناهنجاری بارش و بارش استاندارد استفاده کردند .آنها نتیجه گرفتند که هر سه شاخص برای مقیاس زمانی 21 ماهه روند یکسانی داشته و همچنین مطابقت خوبی با شاخص پالمر - PDSI - دارد. مرعشی - 1386 - به بررسی سیستم پایش خشکسالی در استان گلستان - مرطوب - و منطقه ی سیستان - خشک - پرداخت .وی با بررسی ایستگاههای موجود، تعداد 26 ایستگاه در گلستان و 7 ایستگاه در سیستان با طول دوره آماری 30 ساله را مورد استفاده قرار داد .وی با مقایسه و انجام تحلیل آماری بر مبنای توزیع نرمال بر اساس روش استینمن از میان 5 شاخص PN ، ZSI، CZI، DI و SPI، شاخص SPI را به عنوان شاخص مناسب برای پایش خشکسالی در هر دو منطقه معرفی نمود.
صالح وند و همکاران - 1392 - به پهنه بندی خشکسالی باشاخصهای ,ZSI - - SPI , PNI ,DI ,CZI در استان خوزستان طی دوره 2010-1951 پرداختند و به این نتیجه رسیدند که سالهای 1955 و 2010 خشک ترین سالها در طی دوره آماری بودند. پیری و همکاران - 1392 - ارزیابی تطبیقی 4 نمایه خشکسالی هواشناسی درصد از بهنجار - PN - ، بارش معیار شده - SPI - ، دهک ها - DPI - و شاخص ناهنجاریهای بارش - RAI - با استفاده از روش تحلیل خوشه ای پرداختند در استان سیستان و بلوچستان انجام دادند محاسبات نشان داد که نتایج معیارهای RAI و PN از لحاظ توصیف خشکسالی به هم نزدیک می باشند لذا استفاده از این دو نمایه جهت تعیین شدت خشکسالی در این استان توصیه می گردد. هیز و همکاران - - 1996 مقایسه ای را بین دو نمایه ی بارش معیار شده و نمایه ی پالمر برای بررسی خشکسالیهای دشتهای جنوبی و جنوب غربی آمریکا انجام داده و نتیجه گرفتند که نمایه ی بارش معیار شده دست، کم یک ماه زودتر از نمایهی پالمر، وقوع خشکسالی 1996 را پایش نمود .ایشان پیشنهاد کردند که نمایه ی بارش معیار شده عملاً به عنوان ابزاری سودمند برای پایش خشکسالی جایگزین نمایه ی پالمر در ایالات متحده گردد. جامعی و رادمنش - 1392 - با استفاده از نرم افزار DIP به بررسی و پایش خشکسالی ایستگاه ایندک در نزدیکی بهبهان در دوره آماری 30 ساله - 1390-1360 - پرداختند و به این نتیجه رسیدند که خشکسالی شدید در سال های 72، 86 و 87 رخ داده است. هویژوسگر - 2008 - خشکسالی های امریکا را بررسی نمودند آنها دریافتند که یک الگوی جهانی وجود دارد که خشکسالی ها ی کل کره ی زمین بجز اروپا را تبیین می کند وهنگامی که در نواحی غیر گرم سیری خشکسالی رواج دارد نواحی گرمسیری خشکسالی ندارند. برد ی و همکاران - 2011 - ایتالیا مطالعاتی راجع به خشکسالی دوره 1950 تا 2000 میلادی با استفاده از SPI در مقیاسهای زمانی متفاوت انجام دادند و تاکید کردند که این شاخص ابزار ی مناسب بر ای آنالیز خشکسالی های بلندمدت می باشد. هدف از انجام این تحقیق، تعیین خشکسالی هواشناسی با استفاده از شاخص های خشکسالی و همچنین بررسی روند هر یک از شاخص ها با استفاده از داده های بارندگی ایستگاه سینوپتیک الیگودرز استان لرستان می باشد.
مواد و روش ها
به منظور ارزیابی و پایش خشکسالی شاخص های مختلفی ارائه شده ا ست که هر یک از این شاخص ها بر اساس به کارگیری متغیرهای هواشناسی و روش های محاسباتی متفاوتی طراحی شده اند . - Richard &Heim, 2002 - در این مطالعه به منظور بررسی وقایع ترسالی و خشکسالی ایستگاه سینوپتیک الیگودرز از داده های بارش سالانه طی دوره آماری 1365 تا 1389 استفاده و شاخص های خشکسالی بارش استاندارد - SPI - ، دهک ها - DI - ، درصد نرمال - PN - ، Z چینی - CZI - ، Z چینی اصلاح شده - MCZI - و عدد - ZSI - Z محاسبه و روند احتمای آنها با استفاده از آزمون گرافیکی من کندال بررسی شد. الیگودرز در ناحیه ی کوهستانی و با آب و هوایی بسیار سرد در شرق استان لرستان بین طولهای جغرافیایی 49 درجه و 20 دقیقه تا 49 و پنجاه و پنج دقی قه و همچ نین عرض های جغرافیایی 33 درجه و 10 دقیقه تا 33 درجه و 45 دقیقه واقع شده و همچنین از شهرهای مرتفع و مناطق سردسیر ایران است که با و سعتی برابر 5870 کیلومتر مربع و بارندگی سالانه بین 300 تا 900 میلی متر، 1998 متر بالاتر از سطح دریا قرار گرفته است. طول رودخانه های ا ین شهرستان به 600 کیلومتر می رسد.
شاخص بارش استاندارد - SPI -
اساس این نمایه بر محاسبه احتمال وقوع بارندگی برای هر مقیاس زمانی استوار است که برای اولین بار توس مک کی و همکاران - 1993 - به منظور پایش و تعیین خشکسالی ها در ایالت کلرادو امریکا ارائه شد. این شاخص برای مقیاس های زمانی 48 ، 24،12،9،6،3،1 ماهه و یک ساله محاسبه می شود. این مقیاس های زمانی متفاوت، اثرات خشکسالی را بر روی قابلیت دسترسی به منابع آبی مختلف بیان میکند ودقت محاسبات را بالا میبرد .شاخص SPI در مطالعه تاثیرات کمبود بارش بر روی آبهای زیرزمینی، ذخایر و منابع آب سطحی، رطوبت خاک و جریان آبراهه ها، کارایی مناسبی دارد - قلی زاده . - 1383 این شاخص اساساً برای تعریف و پایش خشکسالی و ترسالی ارائه شده است - تامپسون - 1999 و به تحلیلگر امکان میدهد تا تعداد وقایع خشکسالی و ترسالی اتفاق افتاده را برای هر گام زمانی دلخواه تعریف و شناسایی نماید - مک کی و همکاران - 1993 طبق این روش دوره خشکسالی هنگامی اتفاق می افتد که SPI بطور مستمر منفی و به مقدار -1 یا کمتر برسد، و هنگامی پایان می یابد که SPI مثبت گردد. - علیزاده . - 1387 در این روش، علاوه بر انحراف از میانگین بارشهای رخداده در طی یک دوره آماری، انحراف معیار داده ها نیز مورد استفاده است، به طوریکه نسبت اختلاف میانگین جامعه، یا نمونه از مقدار بارندگی هر سال آماری به انحراف معیار جامعه یا نمونه محاسبه می شود، که معادله ی آن به صورت زیر میباشد - پیری و همکاران : - 1392
