بخشی از مقاله
چکیده
خشکسالی یکی از پدیدههای آب و هوایی و از جمله رخدادهایی است که هر ساله خسارتهای زیادی را باعث می- شود. این پدیده در واقع به صورت دورهای در هر منطقه و با هر شرایط آب و هوایی رخ میدهد. در مقاله حاضر با استفاده از سریهای زمانی حاصل از شاخص بارش استاندارد شده SPI گسترش خشکسالی در سطح استان خراسان رضوی مورد بررسی قرار گرفته است . در این مطالعات از داده های بارش ماهانه 5 ایستگاه سیتوپتیک واقع در استان مذکور استفاده شده است و بااستفاده از نرم افزار DIP دادههای بارندگی طی دوره آماری30 ساله 1985-2014 - میلادی - مورد آنالیز قرار گرفت.
با توجه به نتایج برآوردی شدیدترین شاخص خشکسالی استان در سال 2008 میلادی و در ایستگاه سینوپتیک قوچان - معرف شمال استان - و در سال 2001 میلادی نیز در ایستگاه سینوپتیک گناباد - معرف جنوب استان - مشاهده میشود. همچنیندر تمامی ایستگاهها وضعیت تقریباً نرمال بر اساس شاخص SPI با مقیاس زمانی شش ماهه، بیشترین فراوانی را دارا میباشد و بین 65 الی 68 درصد حالات را به خود اختصاص میدهد.
.1 مقدمه
خشکسالی یک پدیده اقلیمی و طبیعی است و یکی از پیچیده ترین بلایای طبیعی بشمار می رودتداوم. آن معمولاً چندساله و اثرات ناشی از آن حالت غیرساختاری دارد . بنابراین خسارات ناشی از آن در بخش های مختلف مانند کشاورزی، اجتماعی و غیره به صورت تدریجی ظاهر میشود. کاهش بارندگی به پایینتر از حد نرمال - میانگین درازمدت - نمود اصلی پیدایش خشکسالی هواشناسی است. با توجه به اهمیت خشکسالی بهخصوص در مناطق دارای آب و هوای خشک و نیمه خشک، مطالعات بسیاری در رابطه با شناخت دقیقتر این پدیده و کمی سازی و پیشبینی آن صورت گرفته است.
یکی از ابزارهای پایش خشکسالی استفاده از شاخص خشکسالی میباشد تا بتوان آن را به صورت کمی بیان نمود. مککی و همکاران - 1993 - به منظور پایش خشکسالی در مقیاس زمانی کوتاهمدت 3 و 6 ماهه برای اهداف کشاورزی و مقیاس زمانی بلندمدت 12، 24 و 48 ماهه برای اهداف آب شناسی شاخص بارش ا ستاندارد - SPI - را پیشنهاد دادند . شاخص SPI از معدود شاخص های انعطافپذیر است که در آن پیش بینی زمان شروع، خاتمه و شدت خشک سالی در مقیاس زمانی کوتاه و بلند مدت میسر است. هایز و همکاران - 1998 - در بررسی خشکسالی سال 1996 ایالت کلرادوی آمریکا نشان دادند که شاخص SPI در تعیین زمان شروع و پیشرفت خشک سالی نتایج قابل قبولی داشته و حتی در مقیاس ماهانه عملکرد بهتری نسبت به پالمر دارد .
دوسو و سومالیا - 2007 - در بررسی خشکسالیهای هواشناسی غرب آفریقا شاخص SPI را برای مقادیر بارش صفر اصلاح کردند. کنسلیر و همکاران - 2007 - خشکسالیهای ماهانه را با توابع انتقال احتمال، شاخص SPI و فرض نرمال بودن داده های بارندگی ماهانه پیش بینی کردند ضمن اینکه نتایج آنها تفاوت چندانی با مقادیر بارش اندازه گیری شده نداشتند . راوی شاه و دیگران - 2015 - محاسبات خشک سالی منطقه سورت گجرات را طی دوره 40 ساله با استفاده از ساخص - SPI - انجام دادند و نشان دادند که شاخص SPI روشی ساده و بسیار انعطافپذیر بوده که میزان مثبت این شاخص نشانگر شرایط مرطوب و میزان منفی آن نمایانگر شرایط عادی به سمت خشکسالی است.
در ایران مطالعات صورت گرفته غالباً به صورت نقطه ای بوده و محدود به بخش هایی از ایران میباشد و در سطوح وسیع، کمتر بررسی صورت گرفته است . در این خصوص می توان به مطالعات بالژاد و همکاران - 1385 - برای پایش خشکسالی های استان همدان با نمایه SPI اشاره نمود که نتایج را به کمک نرم افزار Arc View پهنهبندی کردند. بذرافشان - 1381 - بیان کرد که به کمک شاخص SPI در مقیاسهای زمانی 6، 12 و 24 ماهه ایستگاههای متفاوت اقلیمی و سالهای آماری از نظر شدت خشک سالی با یکدیگر قابل مقایسه هستند . آشگرطوسی و علیزاده - 1384 - به کمک شاخص SPI و زنجیره مارکوف خشکسالیهای شرق ایران را پایش نم ودهاند. موقر مقدم و همکاران - 1379 - در پایش خشک سالی که برای استانهای خراسان و کرمان و سیستان و بلوچستان انجام دادند به این نتیجه رسیدند که روش SPI بهتر از روش نرمال میباشد و جزئیات بهتری را نشان می دهد.
مقدم و همکاران - 1380 - نیز به پایش خشک سالی براساس نمایههای SPI، دهک و نرمال در استان سیستان و بلوچستان پرداختند و نشان دادند که نواحی مختلف استان دارای حساسیت های متفاوتی نسبت به خشک سالیهای آینده میباشند. بر اساس نتایج تحقیق رضیئی و همکاران - 1380 - که با استفاده از شاخص بارش استاندارد SPI و زنجیره مارکف در استان سیستان و بلوچستان به انجام رسیدهاست، نشان داد که احتمال ماندگاری و طولانیشدن دورههای خشکسالی در نواحی مرکزی ایناستان بیشتر از سایر نواحی آن است.
شریفان و رحیمی - - 1392 نمایههای SPI، دهک و نرمال را به منظور پایش خشک سالی، در استان سیستان و بوچستان، یزد و سمنان محاسبه کرده اند و نشان دادند که در تعیین آب و هوایی نطابق بسیار خوبی بین نمایه SPI و دهک برقرار میباشد و از سال 2000 به بعد خشکسالی های متعددی در ایستگاه های مورد مطالعه رخ داده است . در سال 1393، ظهیری و دیگران، دادههای آماری بارش 6 ایستگاه هواشناسی را در استان های خراسان شمالی، رضوی و جنوبی را طی دوره 30 ساله - 1359-89 - مورد مطالعه قرارداده و با استفاده از SPI به عنوان بهترین نمایه شاخص به ارزیابی دورههای ترسالی و خشک سالی پرداخته شده است .
و با استفاده از نقشه پهنه بندی ترسیم شده تو سط روش های زمینآماری، معلوم گردید که نواحی جنوب و جنوب غربی خراسانرضوی و شمال و شمال غرب استان خراسان در وضعیت خشکی شدیدبوده و شدیدترین خشکسالی در سال 1387 و فراگیرترین خشکسالی در سال 1380 به وقوع پیوسته است . در تحقیقاتی که بروغنی و دیگران 1394 - - در استان خراسان رضوی انجام دادند به این نتیجه رسیدند که شدت خشکسالی در سال 2008 نسبت به سالهای دیگر بیشتر و از نظر ترسالی، سال 2003 شرایط بهتری نسبت به سالهای دیگر دارد. هدف از انجام این مطالعات نیز بررسی شاخص خشکسالی در استان خراسان رضوی میباشد که در ذیل به صورت مفصل توضیح داده شده است.
.2 مواد و روش
-1-2منطقه مطالعاتی
استان خراسان رضوی در شمال شرق ایران بین 56 درجه و 09 دقیقه تا 61 درجه و 10 دقیقه طول شرقی و 33 درجه و 49 دقیقه تا 37 درجه و 43 دقیقه عرض جغرافیایی با مساحتی حدود 118 هزار کیلومترمربع و چهارمین استان بزرگ کشور محسوب می شود. این استان از شمال و شمال شرق با کشور ترکمنستان، از غرب با استان های خراسانشمالی و سمنان، از جنوب با استان های خراسانجنوبی و یزد و از شرق با کشور افغانستان همسایه است . مرکز استان خراسان - رضوی شهر مقدس مشهد است.
این استان به سبب وسعت زیاد، از نظر شرایط طبیعی و اقلیمی، بسیار متنوع می باشد و هر یک از نواحی مختلف آن دارای ویژگی‌های خاصی است . بهطورکلی ناهمواری‌های استان خراسان رضوی به دو بخش کوهستانی و دشت تقسیم میشود. بلندترین نقطه این استان قله بینالود در 3615 متری و پست‌ترین نقطه آن، در دشت سرخس در ارتفاع 299 متری از سطح دریا واقع شده است. هدف از این مطالعات تعیین شدت خشک سالی به روش SPI در استان خراسان رضوی است که براساس آمار بارندگی ماهانه ایستگاههای منتخب انجام و در ادامه به نحوه بررسی و نتایج حاصله پرداخته شدهاست. در شکل شماره - 1-2 - موقعیت جغرافیایی محدوده مورد مطالعه ارائه شده است.
شکل -1-2 نقشه محدوده مطالعاتی - استان خراسان رضوی -
-2-2دادههای مورد استفاده
به منظور تحلیل خشکسالی در استان خراسانرضوی، در گام اول شبکه ایستگاههای اقلیم شناسی منطقه، مورد بررسی قرار گرفتهاست. بدین منظور با در نظر گرفتن شرایط اقلیمی استان، پراکندگی ایستگاه ها و در نهایت کمیت و کیفیت آماری ایستگاههای موجود، 5 ایستگاه سینوپتیک در سطح استان به عنوان ایستگاه های معرف انتخاب و مورد تحلیل قرار گرفت. پراکندگی این ایستگاه ها به شکلی است که ایستگاه سینوپتیک مشهد تقریباً در مرکز استان، ایستگاه سینوپتیک قوچان در شمال، ایستگاه سینوپتیک سرخس در شرق، ایستگاه سینوپتیک سبزوار در غرب و ایستگاه سینوپتیک گناباد در جنوب استان خراسان رضوی واقع شده است.
مشخصات ایستگاههای انتخابی در جدول شماره - 2-2 - الف - ارائه شده است و موقعیت آنها در شکل شماره - 2-2 - نشان داده شده است. حداقل طول دوره آماری مربوط به ایستگاه سینوپتیک گناباد است که از سال 1987 تاسیس شده است. با در نظر گرفتن طول دوره آماری ایستگاهها، دوره شاخص30 ساله از سال 1985 تا 2014 میلادی برای تحلیل خشکسالی انتخاب و در صورت لزوم آمار بارش ایستگاهها طی این دوره تکمیل شده است
