خشکسالی یکی از مهم ترین مخاطرات اقلیمی است که پایش دقیق آن نقش کلیدی در مدیریت منابع آب دارد. شاخص بارش استاندارد (SPI) به عنوان یکی از پرکاربردترین شاخص های هواشناسی، معمولا با فرض یک توزیع آماری مشخص، به ویژه توزیع گاما، محاسبه می شود. با این حال، تغییرپذیری مکانی و زمانی بارش می تواند موجب شود که این فرض در همه شرایط اقلیمی معتبر نباشد و در نتیجه عدم قطعیت در برآورد شاخص افزایش یابد. در این پژوهش، با هدف بررسی تأثیر انتخاب توزیع آماری و کاهش عدم قطعیت در محاسبه SPI، از رویکرد میانگین گیری بیزین از مدل ها (BMA) به عنوان یک چارچوب چندتوزیعی استفاده شد. برای این منظور، داده های بارش ماهانه 27 ایستگاه در حوضه آبریز زاینده رود در مقیاس های زمانی مختلف شامل 1، 3، 6، 9، 12 و 24 ماهه مورد تحلیل قرار گرفت. هشت توزیع آماری شامل گاما، نرمال، ویبول، پیرسون نوع III، لگ نرمال، گامبل، لجستیک و مقادیر حدی تعمیم یافته (GEV) بر داده ها برازش داده شدند و عملکرد آن ها با استفاده از معیارهای اطلاعاتی (AIC, BIC) و آزمون های نیکویی برازش (کلموگروف-اسمیرنوف، اندرسون-دارلینگ و کرامر-فون مایزس) ارزیابی گردید. سپس با استفاده از چارچوب BMA، وزن هر توزیع بر اساس عملکرد آن تعیین شده و شاخص ترکیبی SPI-BMA محاسبه شد. نتایج نشان داد که هیچ توزیع آماری واحدی در تمامی ایستگاه ها و مقیاس های زمانی بهترین عملکرد را ندارد و انتخاب توزیع بهینه به مقیاس زمانی و ویژگی های اقلیمی منطقه وابسته است. به طور کلی، برخی توزیع های دوپارامتری در مقیاس های کوتاه مدت و توزیع های سه پارامتری در مقیاس های بلندمدت عملکرد مناسب تری از خود نشان دادند. مقایسه شاخص SPI-BMA با SPI مبتنی بر توزیع گاما بیانگر آن بود که دو روش در بسیاری از موارد نتایج مشابهی ارائه می دهند، با این حال رویکرد چندتوزیعی در برخی ایستگاه ها و مقیاس های زمانی منجر به تفاوت هایی در مقادیر شاخص و طبقه بندی رخدادهای خشکسالی، به ویژه در سطوح شدید، شده است. همچنین در برخی موارد بهبود نسبی در شاخص های آماری نظیرRMSE ، R و ICC مشاهده شد. تحلیل مکانی-زمانی خشکسالی در حوضه آبریز زاینده رود نشان داد که شدت، مدت و فراوانی خشکسالی در بخش های مختلف حوضه متفاوت بوده و الگوی ناهمگنی را نشان می دهد. نتایج آزمون من-کندال و برآورد شیب سن حاکی از وجود روند کاهشی بارش و تشدید شرایط خشکسالی در بخش قابل توجهی از ایستگاه ها است. در مجموع، یافته های این پژوهش نشان می دهد که استفاده از رویکرد چندتوزیعی می تواند دید جامع تری نسبت به عدم قطعیت موجود در محاسبه شاخص SPI فراهم کرده و در تحلیل دقیق تر ویژگی های خشکسالی مؤثر باشد.
کلمات کلیدی
شاخص بارش استاندارد (SPI)، میانگین گیری بیزین از مدل ها (BMA)، رویکرد چندتوزیعی، عدم قطعیت، تحلیل خشکسالی، تحلیل مکانی-زمانی، حوضه آبریز زاینده رود