ارزیابی شاخص های خشکسالی هواشناسی

خشکسالی سیمای موقت اقلیمی یک ناحیه است و با خشکی که به وضعیت دائمی کمبود آب در یک ناحیه اطلاق می شود، متفاوت است. به منظور پایش خشکسالی از شاخص های مختلفی استفاده می شود که ممکن است نتایج متفاوتی را به همراه داشته باشند. در این تحقیق، به منظور ارزیابی شاخص های خشکسالی هواشناسی و ارائه روشی جدید، از آمار پارامترهای هواشناسی 6 ایستگاه سینوپتیک مشهد، گرگان، تهران، تبریز، کرمانشاه و شیراز در یک دوره ی آماری 50 ساله از ابتدای سال آبی 58-1957 تا 07-2006 استفاده شده است. پس از انجام آزمون های آماری همگنی (من- ویتنی)، استقلال و ایستایی (والد- ولفویتز) و داده ی پرت (گروز- بک) روی داده های بارش سالیانه، ایستگاه سینوپتیک گرگان به علت ناهمگنی داده های بارش از ادامه بررسی ها حذف گردید. سپس جهت ارزیابی شاخص های خشکسالی هواشناسی پس از بررسی اولیه ی شاخص های مختلف، 8 شاخص rai، siap، di، pn، spi، czi، zsi و rdi برای ادامه انجام این تحقیق، انتخاب گردید. با توجه به نوع کمبود پارامترهای هواشناسی (ساعات آفتابی، رطوبت نسبی و سرعت باد)، مقدار تبخیر و تعرق پتانسیل مورد نیاز شاخص rdi از 11 معادله ی تجربی و تخمینی (rdi (select)) محاسبه و با نتایج روش پیش فرض تورنت وایت (rdi (tw)) مقایسه گردید. هم چنین با به-کارگیری مناسب ترین تابع توزیع در شاخص های spi و rdi و مقایسه با تابع های توزیع پیش فرض محاسبه ی این شاخص ها (به ترتیب توزیع گاما و توزیع لوگ نرمال)، با استفاده از اصل انتقال هم احتمال، شاخص های مذکور به شاخص های *spi و*rdi (select) اصلاح گردیدند. در این تحقیق روش های موجود جهت انتخاب شاخص مناسب ارزیابی و به منظور رفع نواقص آن ها، به کمک 50 متغیر اقلیمی مرتبط با بارش، تبخیر و تعرق و روزهای بارانی روش چندمعرفه ی جدیدی مبتنی بر سطوح آستانه ی چانگ و مدل اسکالوگرام جهت شناسایی سال های خشکسالی و ترسالی تاریخی ارائه گردید. سپس با معیار قرار دادن سال-های مذکور به عنوان خشکسالی ها و ترسالی های تاریخی به انتخاب شاخص مناسب با استفاده از معیار آماری پیشنهاد شده با عنوان total accuracy (ta) اقدام گردید. در سه ایستگاه سینوپتیک مشهد، تهران و شیراز شاخص *rdi (select) به ترتیب با ta برابر با 46/0، 51/0 و 51/0، در ایستگاه سینوپتیک تبریز سه شاخص *spi، czi و zsi با ta برابر با 88/0 و در ایستگاه سینوپتیک کرمانشاه شاخص czi با ta برابر با 64/0 به عنوان شاخص های منتخب برگزیده شدند. بررسی ارتباط بین سال های وقوع شدیدترین ترسالی و خشکسالی های تاریخی با سال های وقوع کمینه و بیشینه ی مقدار بارش نشان داد که همیشه کم بارش ترین یا پربارش ترین سال ها، مقارن با وقوع شدیدترین خشکسالی یا ترسالی نمی باشند. هم چنین با استفاده از پارامترهای اقلیمی مجموع تبخیر و تعرق پتانسیل، تعداد روزهای بارانی و مقدار بارش در هر یک از فصل-های پائیز، زمستان و بهار، در مدل اسکالوگرام شاخص جدیدی برای پایش دوره های خشکسالی گندم ارائه گردید. در مدل اسکالوگرام ارائه شده برخلاف روش های دیگر تنها میزان بارش مبنای خشکسالی در نظر گرفته نشده است بلکه عوامل دیگر نظیر روزهای بارانی، تبخیر و تعرق و خصوصاً توزیع زمانی بارش، نیز در نظر گرفته شدند.