رفتن به محتوای اصلی
x
پایش و پیش‌بینی خشكسالی‌ با استفاده از شاخص خشكسالی توام مبتنی بر مفصل (CJDI)
تاریخ دفاع
مقطع تحصیلی
كارشناسی ارشد
گروه آموزشی
مهندسی آب
استاد

سیدسعید اسلامیان

در بحث مدیریت منابع آب، خشکسالی یکی از پدیده‌های اقلیمی مهم وچالش برانگیز می‌باشد که بر اثر یک وضعیت کمبود آب طولانی مدت ایجاد می‌گردد.پدیده خشکسالی به عنوان یکی از بلایای طبیعی پر هزینه شناخته می‌شود که طبیعت آنبصورت محدود شناخته شده است. در واقع، یکی از مسائل حیاتی در مدیریت منابع آب وجودیک روش مناسب برای پایش و پیش‌بینی خشکسالی‌ها، یعنی مشخص کردن دقیق زمان شروع وتداوم آن‌ها می‌باشد. متاسفانه به دلیل نبود یک تعریف علمی دقیق برای این پدیده وهمچنین پیچیدگی علل وجود خشکسالی‌ها که مانع توصیف دقیق آن‌ها می‌شود، توسعه یکروش جامع و کاملا قابل اطمینان برای ارزیابی خشکسالی‌ها از طریق تحلیل‌های آمارییا فیزیکی، به راحتی قابل دست‌یابی نیست. در این تحقیق، به ارزیابی خشکسالی‌هایاستان فارس با استفاده از 6 شاخص خشکسالی، شامل شاخص‌های SPI، SPI اصلاح شده، JDI، SPEI، EDDI و CJDI پرداختهشد. برای محاسبه شاخص‌های خشکسالی، از داده‌های آب و هوایی، از جمله بارش، دما،رطوبت نسبی، سرعت باد، تشعشع و تعداد ساعات آفتابی ماهانه از 9 ایستگاه سینوپتیکواقع در استان فارس، در دوره آماری 2020-1991 استفاده گردید. از بررسی شاخص‌های خشکسالیمورد استفاده نتیجه گرفته شد که شاخص SPI اصلاح شده به مقدارزیادی محدودیت‌های شاخص SPI متداول، خصوصا عدم توانایی در نظر گرفتن تغییرپذیری فصلی بارش رارفع می‌نماید. تنها محدودیت شاخص SPI اصلاح شده که ممکن است باعث سردرگمی محققانو کاهش دقت ارزیابی خشکسالی‌ها شود، وجود مقیاس‌های زمانی متعدد می‌باشد. شاخص JDI نیز به علت درنظرگرفتن توزیع توأم مقیاس‌های زمانی 1 تا 12 ماهه شاخص SPI اصلاح شده بااستفاده از توابع مفصل می‌تواند برای تحلیل و ارزیابی دقیق‌تر خشکسالی توسط محققانبه کارگرفته شود. شاخص‎‌های خشکسالی SPEI، EDDI و CJDI از جمله شاخص‌هایی می‌باشند که از قابلیتپایش خشکسالی بر اساس سایر پارامترهای آب و هوایی علاوه بر بارش برخوردار می‌باشند.از آن‌جایی که بخش‌هایی از استان فارس دارای اقلیم خشک و نیمه خشک می‌باشد، یکی ازمهم‌ترین پارمترهای جوی که باعث ایجاد پدیده خشکسالی در این مناطق‌ می‌شود دمایهوا می‌باشد. شاخص‌های SPEI و CJDI برای ارزیابی خشکسالی بطور همزمان از پارامترهای بارش وتبخیر-تعرق پتانسیل استفاده می‌کنند، بنابراین این شاخص‌ها ترسالی‌های مشخص شدهتوسط شاخص SPI که در سطح آماری 5 درصد معنی‌دار نمی‌باشند را نشان نمی‌دهند و تاحدود زیادی شرایط رطوبتی منطقه در هر ماه سال را مطابق با میانگین بلند مدت بارش ودمای منطقه مشخص می‌نمایند. شاخص خشکسالی EDDI نیز شاخصی تک متغیره می‌باشد که از ازتبخیر-تعرق پتانسیل برای ارزیابی خشکسالی‌ها بهره می‌گیرد، با این تفاوت که اینشاخص برای محاسبه تبخیر-تعرق پتانسیل از یک روش فیزیکی همچون پنمن-مانتیث استفادهمی‌کند تا پارامتر‌های رطوبت نسبی، سرعت باد، تشعشع و علاوه بر دما در محاسبهتبخیر-تعرق نقش داشته باشند. به همین دلیل نتایج حاصل از شاخص EDDI بسیار دقیق‌تر ازشاخص SPIمی‌باشد. علاوه بر این، یکی از مهمترین نتایج حاصل از این مطالعهاین می‌باشد که شاخص‌های JDI و CJDI علاوه بر اینکه توانایی توصیف علمی وضعیتخشکسالی را داشته، می‌توانند زمان آغاز خشکسالی‌ها و تداوم آن‌ها را بصورت دقیق‌ترتعیین نمایند. در مرحله بعد دو مشخصه‌ خشکسالی شامل شدت و مدت خشکسالی بر اساسشاخص CJDI تعریف گردیدند. از آن‌جایی که این مشخصه‌ها از همبستگی بالاییبرخوردار بودند، در این مطالعه به منظور توصیف جامع‌تر از خشکسالی‌های منطقه،تحلیل چندمتغیره مورد استفاده قرار گرفت. در این تحقیق برای ایجاد توزیع توأم شدتو مدت خشکسالی هفت خانواده از مفصل‌های دو بعدی مورد آزمون قرار گرفتند تا مناسب‌ترینمفصل یعنی مفصل گالامبوس بر اساس تحلیل خطا و ضریب وابستگی دمی برای 9 ایستگاهمورد مطالعه انتخاب گردد. بعد از ایجاد توزیع‌ توأم مبتنی بر مفصل گالامبوس، بعضیاز خصوصیات احتمالاتی مربوط به خشکسالی مانند، احتمالات توأم وشرطی و همچنین دوره‌هاییازگشت توأم،شرطی و کندال محاسبه شدند. در آخر از مقایسه دوره بازگشت کندال با دوره بازگشتاستاندارد، نتیجه گرفته شد که دریک سطح احتمال بحرانی معین (t)، مقدار دوره بازگشت کندال از مقدار دوره بازگشت استاندارد بیشترمی‌باشد و این تفاوت با افزایش مقدار t، افزایش می‌یابد.

کلمات کلیدی: خشکسالی، شاخص خشکسالی، توابعمفصل، توزیع توأم، بارش، دما، تبخیر-تعرق، دوره بازگشت.

  

تحت نظارت وف ایرانی