پایش خشکسالی در مناطق خشک با استفاده از شاخص های سنجش از دور

خشکسالی بلایی است که وجود ویژگی هایی مانند نبود تعریف جامع، سطح وسیع متاثر و روند آهسته پیشرفت، باعث می شود که تشخیص وقوع و شدت آن امری دشوار باشد. برای پایش خشکسالی به صورت سنتی از شاخص های هواشناسی استفاده می شود. مزایایی مانند قدرت تفکیک مکانی و زمانی بالا، قابلیت پوشش سطوح وسیع و امکان مطالعه تاثیر مستقیم خشکسالی بر روی گیاهان، استفاده از شاخص های سنجش از دور در مطالعه خشکسالی را افزایش داده است. بیشتر مطالعات انجام شده در مطالعه خشکسالی به روش سنجش از دور در مناطق با بارش نرمال یا بیش از نرمال صورت گرفته است؛ لذا نتایج آنها برای مناطق خشکی مانند رفسنجان به صورت کامل قابل تعمیم نیست. از اینرو در این تحقیق 20 شاخص در دو گروه اصلی شاخص های گیاهی (شامل ndvi 16 روزه، savi، vari، ndii6، ndii7، nmdi، ndwi، lst، dlst و wsvi) و شاخص های خشکسالی (شامل vci، ndvia، svi، sndii6، sndwi، tci، slst، sdlst، vh و dsi) که هر یک از این گروه ها به چهار زیر گروه شاخص های مبتنی بر باند قرمز و مادون قرمز، شاخص های محتوای آب گیاه، شاخص های حرارتی و شاخص های ترکیبی تقسیم می شوند، در منطقه رفسنجان محاسبه و ارتباط آنها با شاخص spi و سطح آب های زیر زمینی مورد بررسی قرار گرفت. برای مقایسه شاخص ماهواره ای با سطح آب های زیر زمینی دو شاخص sawci و swci برای محاسبه با داده های عمق چاه، معرفی شد. پنج شاخص جدید sndii6، sndwi، slst، dlst و sdlst برای بررسی نتایج شاخص های ماهواره ای، برای اولین بار در این تحقیق پیشنهاد شدند. شاخص های ماهواره ای با استفاده از تصاویر سنجنده modis برای دوره های 16 روزه و در فصل رشد بین سالهای 2000 تا 2010 در منطقه رفسنجان محاسبه شد. مقادیر شاخص های محاسبه شده در دو منطقه کشاورزی و منطقه با پوشش گیاهی محدود با شاخص های spi، sawci و swci مقایسه شدند. از میان چهار گروه شاخص ماهواره ای، شاخص های مبتنی بر باند قرمز و باند مادون قرمز، بیشترین و شاخص های حرارتی کمترین همبستگی را با شاخص spi نشان دادند. بیشترین همبستگی با شاخص sawci نیز در منطقه کشاورزی و با شاخص های گروه مبتنی بر باندهای قرمز و مادون قرمز نزدیک و گروه محتوای آب گیاه مشاهده شد. شاخص های ماهواره ای در منطقه با پوشش گیاهی محدود، با شاخص spi و در منطقه کشاورزی با شاخص های سطح آب زیرزمینی شامل شاخص های sawci و swci همبستگی بیشتری دارند. همچنین شاخص های باند قرمز و مادون قرمز با شاخص spi و شاخص های محتوای آب گیاه و شاخص های حرارتی با شاخص های سطح آب های زیر زمینی ارتباط بیشتری نشان دادند. از میان شاخص های ماهواره ای شاخص svi بیشترین همبستگی را با spi از خود نشان داد. دو شاخص sndii6 و sndwi نسبت به سایر شاخص های محتوای آب گیاه، همبستگی بالاتری با شاخص spi از خود نشان دادند. شاخص spi سالانه، سالهای 2000 و 2008 را خشکسالی شدید و سالهای 2002 و 2009 را ترسالی شدید بیان می کند. غالب شاخص های ماهواره ای در منطقه کشاورزی، سال 2000 و 2008 را به عنوان خشکسالی شدید و سال 2005 را سال ترسالی شدید و در منطقه با پوشش گیاهی محدود، سال 2000 و 2008 به عنوان سال خشکسالی شدید و سال 2002 به عنوان سال با ترسالی شدید مشخص شده اند. دلیل بالاتر بودن همبستگی شاخص های ماهواره ای با spi در منطقه با پوشش گیاهی محدود نسبت به منطقه کشاورزی، استفاده از آب های زیر زمینی در مناطق کشاورزی است که این امر از تاثیر بارش بر گیاهان می کاهد ولی در مناطق با پوشش گیاهی محدود، گیاهان مستقیما به بارش وابسته اند. همبستگی شاخص های باند قرمز و مادون قرمز با شاخص spi در منطقه با پوشش گیاهی محدود، دارای فاصله 7 ماهه و در منطقه کشاورزی دارای فاصله 11 ماهه است که نشان دهنده تاثیر کم بارش در کوتاه مدت است که دلیل این امر نیز نوع پوشش و میزان بارش منطقه است.