ارزیابی تغییرات خشکسالی در ایران با استفاده از شاخص های SPEI و SC-PDSI

نوع مقاله : پژوهشی اصیل

نویسندگان
1 دانشجوی دکتری اقلیم شناسی، دانشگاه رازی
2 دانشیار اقلیم شناسی، دانشگاه رازی
3 استادیار آبیاری و زهکشی، دانشگاه رازی
چکیده
باتوجه به قرارگیری کشور ایران در کمربند خشک و نیمه­خشک جهان، مطالعۀ پدیدۀ خشکسالی به‌عنوان یکی از بلایای طبیعی گسترده با اثرگذاری درازمدت، در بخش­های مختلف بسیار اهمیت دارد. در این مطالعه، ابتدا خشکسالی با استفاده از دو شاخص خودتنظیم پالمر (SC-PDSI) و بارش-تبخیر و تعرق استانداردشده (SPEI) در چهار دورۀ 3، 6، 12 و 24 ماهه در 101 ایستگاه کشور و در یک دورۀ زمانی 24ساله (1992-2015) بررسی شد. پس از محاسبۀ مقادیر شاخص­ها، درصد سال­های توأم با هر طبقۀ خشکسالی محاسبه و نتایج با داده­های شبکه­ای دو پایگاه جهانی دادۀ خشکسالی مقایسه شد. نتایج نشان داد که براساس محاسبات، در هر دو شاخص بیشترین درصد سال­ها تحت‌سیطرۀ طبقۀ نرمال با تمرکز هسته­های بیشینۀ نرمال در نیمۀ شرقی کشور و کمترین درصد سال­ها در طبقۀ خشکسالی بسیار شدید با تمرکز هسته­های بیشینه در نیمۀ غربی، مرکز و جنوب کشور بوده است. آغاز دورۀ خشکسالی در شاخص SC-PDSI، سال 1999 و در دوره­های زمانی چهارگانۀ شاخص SPEI، سال­های 1999 و 2000 بوده است. خشکسالی­های شدید و بسیار شدید در بخش­هایی از کشور که از وضعیت بارشی نسبتاً مناسب­تری برخوردار هستند، اتفاق افتاده است. مقایسۀ نتایج محاسبات با 99 نقطۀ اخذشده از دو پایگاه داده نشان داد که در هر دو شاخص، پایگاه داده خشکسالی را شدیدتر از آنچه که هست، نشان داده است و باوجود هماهنگی زمانی مناسب، هماهنگی مکانی در شدت­های مختلف خشکسالی وجود ندارد. برپایۀ یافته­های این پژوهش، مناطق مستعد خشکسالی در کشور برای تنظیم برنامه­های کلان مقابله با این مخاطره قابل‌شناسایی است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


Alijani, B. & Kaviani, M. R., (2019), Fundamentals of climatology, 21st Edition, Tehran: Samt Press
Azizi, GH. & Safarkhani, E., (2002), “Evaluation of Drought and Its Effect on the Yield of Dryland Wheat in Ilam Province with an Emphasis on the Recent Years (1998-2000) Droughts”, The Journal of Spatial Planning, 6(2): 61-79.
Babaee, O. & Alijani, B., (2013), “Spatial Analysis of Long Duration Droughts in Iran”, Physical Geography Research Quarterly, 45(3): 1-12.
Blekinsop, S. & Fowler, H. J., (2007), “Changes in Drought Frequency, Severity and Duration for the British Isles Projected by the PRUDENCE Regional Climate Models”, Journal of Hydrology, 342: 50–71.
Byun, H. R. & Wilhite, D. A., (1999), “Objective Quantification of Drought Severity and Duration”, Journal of Climate, 12(9): 2747-2756.
Doostan, R., (2020), “Analysis of Drought Researches in Iran”, Journal of Spatial Analysis Environmental Hazards, 6 (4): 53-94.
Fanni, Z., Khalilollahi, H. A., Sajjadi, J. & Falsoleiman, M., (2016), “Analysis of the Causes and Consequences of Drought in South Khorasan Province and Birjand”, The Journal of Spatial Planning, 20(4): 175-200.
Ghorbani, H., Vali, A. & Zarepour, H., (2019), “Analysis of the Climatological Drought Trend Variations using Mann-Kendall, Sen and Pettitt Tests in Esfahan Province”, Journal of Spatial Analysis Environmental Hazards, 6 (2): 129-146.
Hobbins, M., Dai, A., Roderick, M. L. & Farquhar, G. D., (2008), “Revisiting the Parameterization of Potential Evaporation as a Driver of Long-Term Water Balance Trends”, Geophysical Research Letters, 35(12): 1-6.
Hosseini, A., Ghavidel, Y., Khorshiddoust, A. M. & Farajzadeh, M., (2020), “Spatio-temporal Analysis of Dry and Wet Periods in Iran by Using Global Precipitation Climatology Center - Drought Index (GPCC –DI)”, Theoretical and Applied Climatology, Published online 24 November 2020, 1-11.
Karimi, H., Zeidali, A. & Omidipour, R., (2018), “Technical Note: Evaluation the Effect of Standard Precipitation Index on The Rainfed Wheat Yield in Ilam Province”, Watershed Engineering and Management, 9(4): 493-499.
Moghaddasi, M., Morid, S., Ghaemi, H. & Mohammadvali Samani, J., (2005), “Daily Monitoring of Drought in Tehran Province”, Iranian Journal of Agriculture Science, 36(1): 51-62.
Mostafazadeh, R. & Zabihi, M. (2016). Comparison of SPI and SPEI Indices to Meteorological Drought Assessment Using R Programming (Case study: Kurdistan Province). Journal of the Earth and Space Physics, 42(3), 633-643.
Nosrati, K., (2015), “Evaluation of Standardized Precipitation-Evapotranspiration Index (SPEI) to Identify Drought in Different Climates of Iran”, Environmental Sciences, 12(4): 63-74.
Paulo, A. A., Rosa1, R. D. & Pereira, L. S., (2012), “Climate Trends and behavior of Drought Indices Based on Precipitation and Evapotranspiration in Portugal”, Nat. Hazards Earth Syst. Sci., 12: 1481–1491.
Savari, M. & Eskandari damaneh, H., (2019), “The Role of Participatory Management in Empowering Local Communities in Coping with Droughts in Southern Kerman Province”, The Journal of Spatial Planning, 23(2): 123-171.
Shabanali Fami, H., Savari, M., Motaghed, M., Mohammadzadeh Nasrabadi, M., Afshari, S. & Baghaee, M., (2020), “Formulating and Analysis of Adaptation Strategies of Farmers to Drought Conditions in Isfahan Province Using TOWS Matrix”, The Journal of Spatial Planning, 24(1): 21-47.
Spinoni, J., Naumann, G., Vogt, J. V. & Barbosa, P., (2015), “The Biggest Drought Events in Europe from 1950 to 2012”, Journal of Hydrology: Regional Studies, 3:509–524.
Vicente-Serrano, S. M., Begueria, S. & Lopez-Moreno, J. I., (2010), “A Multiscalar Drought Index Sensitive to Global Warming: The Standardized Precipitation Evapotranspiration Index”, Journal of Climate, 23(7): 1696-1718.
Vicente-Serrano, S. M., Begueria, S., Lorenzo-Lacruz, J., Camarero, J. J., Lopez-Moreno, J. I., Azorin-Molina, C., Revuelto, J., Moran-Tejeda, E. & Sanchez-Lorenzo, A., (2012), “Performance of Drought Indices for Ecological, Agricultural, and Hydrological Applications”, Earth Interactions, 16(10): 1-27.
Wang, K. Y., Li, Q. F., Yang, Y., Zeng, M., Li, P. C. & Zhang, J. X., (2015), “Analysis of Spatio-Temporal Evolution of Droughts in Luanhe River Basin Using Different Drought Indices”, Water Science and Engineering, 8(4): 282-290.
Wilhite, D. A., Svoboda, D. & Hayes, M. J., (2007), “Understanding the Complex Impacts of Drought: A Key to Enhancing Drought Mitigation & Preparedness”. Water Resour. Manag. 21(5): 763-774.
Zare Abianeh, H., GHobaeisoogh, M. & Mosaedi, A., (2015). “Drought Monitoring Based on Standardized Precipitation Evaoptranspiration Index (SPEI) Under the Effect of Climate Change”, Journal of Water and Soil, 29(2), 374-392.
Zare Abianeh, H., Yazdany, V. & Azhdary, Kh., (2010), “Comparative Study of Four Meteorological Drought Index Based on Relative Yield of Rain Fed Wheat in Hamedan Province”, Physical Geography Research Quarterly, 41(69): 35-49.
Zhang, Y., Li, G., Ge, J., Li, Y., Yu, Z. & Niu, H., (2019), “SC-PDSI Is More Sensitive to Precipitation Than to Reference Evapotranspiration in China During the Time Period 1951–2015”, Ecological Indicators 96: 448–457.
Zhao, H., Gao, G., An, W., Zou, X., Li, H. & Hou, M., (2017), “Timescale Differences Between SC-PDSI And SPEI for Drought Monitoring in China”, Physics and Chemistry of the Earth, 102: 48-58.