بخشی از مقاله
چکیده
خشکسالی از جمله پدیدههای اقلیمی است که در اثر افزایش دما و کمبود آب به مرور زمان به وقوع میپیوندد. از آنجاییکه خشکسالی پدیدهای خزنده است که پس از به وقوع پیوستن آثار زیانبار خود را نشان میدهد بنابراین لازم است با استفاده از روشهای آماری و تجزیه تحلیل آمار بلند مدت موجود، احتمال وقوع این رویداد در سالهای آتی به موقع پیشبینی گردد تا مدیران مسئول مربوطه در فرصت کافی بتوانند نسبت به انجام تمهیدات لازم اقدام و به این وسیله از بروز اثرهای زیانبار خشکسالی تا حد امکان پیشگیری نمایند. در این تحقیق با استفاده از تحلیل آمار بارندگی 30 ساله در 58 ایستگاه بارانسنجی واقع در استان مازندران، احتمال وقوع پدیده خشکسالی در این استان با استفاده از شاخصهای مختلف خشکسالی مورد مطالعه قرار گرفت و دورههای ترسالی و خشکسالی برای کلیهی ایستگاهها، مشخص گردید از جمله نتایج حاصل از این تحقیق میتوان به وجود تفاوت معنیدار میان شاخصهای خشکسالی محاسبه شده برای کلیه ایستگاهها اشاره نمود که نشانگر عدم وجود یک الگوی ثابت و مشخص برای بارندگی و به تبع آن خشکسالی، در کل استان میباشد از سوی دیگر نتایج نشان داد که الگوی ترسالی مشخصی طی ده سال اخیر در شرق استان بر اساس شاخص SPI، قابل مشاهده است.
مقدمه
خشکسالی یکی از پدیدههای محیطی و بخش جداییناپذیر تغییرات اقلیمی است که ممکن است در هر نقطهای رخ دهد و باعث کمبود آب گردد. خشکسالی به عنوان یک خطر بی سرو صدا و یک حادثه بدون پیشگیری در طبیعت مطرح میباشد که انسان هنوز نتوانسته با تمام پیشرفتهای علمی و فنی، رفتار آن را به نظم درآورد - چکشی، - 1380 این پدیده یکی از بلایای طبیعی است که درمقایسه با سایر بلایای طبیعی از نقطه نظر میزان، شدت، طول مدت واقعه، گسترش منطقهای، تلفات جانی، خسارات اقتصادی و اثرات اجتماعی، اثرات بلند مدت و غیرمنتظره دارای اهمیت بالایی است و از بسیاری جهات با سایر بلایای طبیعی متفاوت است. این پدیده به آرامی آغاز شده و تاثیرات آن بتدریج دریک دوره زمانی نسبتاً طولانی در بخشهای مختلف مانند منابع آب و کشاورزی، اجتماعی و زیست محیطی ظاهر میشود و این تاثیرات تا مدتها پس از پایان خشکسالی نیز ادامه مییابد. به علت همین ویژگی خزنده و تدریجیبودن خشکسالی، اثرات آنی مربوط به آن همانند بلایای طبیعی دیگر مانند سیل و زمینلرزه کمتر قابل لمس است. در نتیجه پس از گذشت چندین ماه، وسعت خرابی آن مشخص می-شود. از اینرو خسارتهای ناشی از خشکسالی، گستردهتر و سنگینتر و ارزیابی آنها مشکلتر خواهد بود - مرید و همکاران، . - 1383 به همین علت باید راهکاری برای مقابله با آن پیدا کرد تا پیش از روی دادن خشکسالی شروع آن را پیشبینی کرد.
علت پیدایش خشکسالی کاهش بارندگی به پایینتر از میانگین درازمدت در یک نقطه است. براساس نظر بسیاری از کارشناسان اقلیمشناسی و هواشناسی، تغییر اقلیم ناشی از افزایش گازهای گلخانهای دردهههای گذشته، باعث افزایش دمای کره زمین شده که پیامد آن افزایش شدت و فراوانی خشکسالی در برخی از نقاط جهان است - رضیئی و ثقفیان، . - 1383 با اینکه ایران در کمربند خشکسالی کره زمین قرار دارد ولی تحلیل کمی بر روی خشکسالیهای روی داده انجام شده و ناشناختهها پیرامون پدیده خشکسالی هنوز بسیار زیاد است. برای حل این مسئله لازم است که با پایش خشکسالی، مناطق مستعد این پدیده شناسایی شوند و برنامهریزی لازم قبل از وقوع انجام گیرد. در این تحقیق استان مازندران به طور موردی تحت بررسی قرار گرفتهاست. هدف کلی پایش خشکسالی تهیه و تامین اطلاعاتی است که مردم و سازمانهای مسئول را برای فعالیتهایی که باعث افزایش ضریب اطمینان برنامهریزیها و کاهش خسارتهای ناشی از خشکسالی میشود، تشویق نماید. پایش خشکسالی شامل سامانههایی است که بدان وسیله میتوان پارامترهای اقلیمی و هیدرولوژیکی و تغییرات آنها را بطور پیوسته دیدهبانی کرد. وجود یک سیستم پایش میتواند شروع خزنده یک خشکسالی را تشخیص و اعلام نماید - رضیئی و ثقفیان، . - 1383 در ابتدا با استفاده از آمار ماهانه بارندگی 30 ساله 58 ایستگاه استان چهار شاخص خشکسالی، شاخص استاندارد شده بارش - SPI - ،شاخص Z چینی - CZI - ، شاخص Z چینی اصلاح شده - MCZI - و شاخص - ZSI - Z-Score محاسبه و سپس با استفاده از آزمون آماری F میزان همگنی شاخصهای بدست آمده مورد بررسی قرار گرفت.
مواد و روشها
شرح منطقه مورد مطاله
استان مازندران در شمال ایران با حدود 24 هزار کیلومتر مربع مساحت، بین عرضهای جغرافیایی 37 درجه و 47 دقیقه تا 38 درجه و 5 دقیقه عرض شمالی و 50 درجه و 34 دقیقه تا 56 درجه و 14 دقیقه طول شرقی از نصف النهار گرینویچ واقع شده است. این استان از شمال به دریای خزر، از جنوب به استانهای تهران و سمنان، از غرب استان گیلان و از شرق به استان گلستان محدود میشود. مساحت آن24091 /3 کیلومترمربع است که 1/46 درصد مساحت کل کشور را به خود اختصاص دادهاست. اطلاعات مورد نیاز از ایستگاههای بارانسنجی بارکلا، جفاکنده، سفیدچاه، آوارد، پجیم، تیرتاش،گلورد، شیلات تازه آباد، بهشهر، پایین زرین رود، آبلو، داراب کلا، تلارم، نوذرآباد، افراچال، سلیمان تنگه، ریگ چشمه، واستان، کردخیل، ساری، شیرگاه، کیاکلا، قرآن تالار، عرب خیل، بابل، گلوگاه، میان دشت، دیوا، سرخ رود، کره سنگ، پنجاب، محمود آباد، رزن،چمستان، تنگه لاویج، نمارستاق، علمده، عالم کلا، بلده، توسکاتوک، خیررودکنار، نوشهرر، پل جاده، پل ذغال، کلارآباد، والت، نهالستان، ماشاء االله آباد،تنکابن، نشتارود، دینارسرا، هرات بر،پل شیرود،کلای بن، گانگستر،رامسر،رستم رود بدست آمد و پس از بازسازی برا یدوره 30 ساله 1358-1357 - لغایت - 1387-1386 مورد استفاده قرار گرفت. شکل - - 1 نحوه پراکندگی ایستگاهها را نشان میدهد.
شکل - : - 1 نحوه پراکندگی ایستگاهها در سطح استان
شاخص بارندگی استاندارد شده - - SPI
SPI شاخصی قوی در تحلیل دادههای بارندگی است. هدف SPI اختصاص ارزش عددی به بارندگی میباشد که بتوان منطقههایی با آب و هوای متفاوت را با یکدیگر مقایسه کرد. SPI برای کمی کردن کمبود بارش در مقیاسهای زمانی گوناگون طراحی شده است. مشخصه اصلی SPI انعطافپذیری در اندازهگیری خشکسالی در مقیاسهای گوناگون است زیرا که خشکسالیها از لحلظ مدت بسیار گسترده میباشند. - باروتی، - 1386 SPI را میتوان در هر منطقهای که دارای دادههای بلند مدت بارندگی باشد استفاده کرد. دادههای بارندگی با تابع چگالی احتمال - پیرسون تیپ - 3 برازش داده میشوند و سپس با تابع توزیع نرمال - گوس - معکوس تبدیل میشوند. - گاتمن، - 1998 بر این اساس میانگین SPI برای هر منطقهای با هر دوره زمانی برابر با صفر و واریانس یک است.مقادیر مثبت SPI نشانگر بارندگی بیشتر از میانه و مقادیر منفی نشانگر بارندگی کمتر از مقدار بارش میانگین است.زمانیکه SPI به کمتر از -1 برسد نشانگر این است که خشکسالی اتفاق افتاده است، و شدت خشکسالی با جمع کردن مقادیر محاسبه شده برای SPI در طول مدت خشکسالی امکان پذیر است. - مک کی و همکاران، 1993، - 1995 که و به ترتیب پارامترهای شکل و مقیاس تابع توزیع گاما هستند که برای هر ایستگاه و هر ماه با توجه به مقیاس زمانی تخمین زده میشود.
-2برای برآورد مقدار و ابتدا باید پارامتر A از طریق معادله زیر بدست آید:
