ارزیابی شاخص های خشکسالی در سیستم های چندگانه با استفاده از روش شبیه سازی مونت کارلو

خشکسالی یک پدیده طبیعی و از ویژگی های معمول و مکرر آب و هوایی بوده که تقریباً در هر اقلیمی در سراسر دنیا رخ می دهد، و اثرات قابل توجهی بر روی اقتصاد، محیط زیست، منابع آب و جامعه دارد. بنابراین پیش بینی خشکسالی می تواند نقش مهمی در برنامه ریزی و مدیریت سیستم های منابع آب، بویژه در طی یک دوره خشک آب و هوایی، داشته باشد. در این تحقیق، تأثیر طول دوره آماری در تحلیل خشکسالی، ارزیابی عملکرد شاخص های خشکسالی، مقایسه نتایج شبیه سازی خشکسالی بازای داده های تاریخی، تولید شده و توزیع تئوری، بررسی احتمالات وقوع خشکسالی وپیش بینی آن در سال های آتی و ارزیابی استفاده از مدل های چندگانه در تحلیل مکانی خشکسالی، مورد بحث قرار گرفته است. از آنجائیکه داده های تاریخی به عنوان یک نمونه آماری مطرح بوده و امکان تکرار آن بعنوان یکی از هزاران نمونه محتمل، دارای احتمال رخداد وقوع بسیار پایینی در سال های آتی می باشد، لذا مطالعه خشکسالی با استفاده از تکنیک تولید داده مصنوعی جهت تحلیل و ارزیابی ویژگی های احتمالاتی خشکسالی ضرورت می یابد. بدین منظور بعد از آنالیز اولیه داده های بارندگی، اقدام به تولید داده های سالیانه با استفاده از مدل ar(1) و توزیع آن به داده های ماهیانه با استفاده از مدل والنسیا – شاکی گردید. جهت کمی نمودن ویژگی های خشکسالی نیز از هشت شاخص خشکسالی، بر پایه داده های بارندگی استفاده شد. نتایج نشان داد که مدل های تولید داده های سالیانه و ماهیانه با استفاده از داده های 25 ساله، خصوصیات آماری داده های تاریخی ثبت شده را در حد قابل قبولی حفظ می کنند، ولی با افزایش تعداد سال های آماری عملکرد مدل بهتر گردید. در ارزیابی شاخص های خشکسالی، ملاحظه گردید که شاخص های rai، dm، di و نمره z احتمالات تجمعی عدم خشکسالی و شدت آن را نسبت به دیگر شاخص ها به ترتیب کمتر و بیشتر محاسبه می کنند. همچنین با توجه به طبیعی بودن فرآیند خشکسالی، مقادیر احتمالات دوره های ترسالی و خشکسالی در شاخص های spi، pnpi و spio نیز دارای توزیع تقریباً نرمال بوده و محاسبه آن ها تحت تأثیر ماه های گرم سال قرار نگرفته و به عنوان شاخص های برتر در منطقه انتخاب شدند. در بررسی احتمالات انتقال نیز بین داده های تاریخی و تولید شده، اختلافات قابل ملاحظه ای به دلیل محدودیت داده های تاریخی در تولید خشکسالی ها و ترسالی های شدیدتر، مشاهده گردید. پیش بینی می شود که با افزایش دوره های خشکسالی، احتمال تجمعی عدم خشکسالی نیز افزایش یافته، بطوریکه احتمال رویداد خشکسالی با دوره پنج ساله در منطقه حدوداً نزدیک صفر پیش بینی می گردد. در نهایت استفاده از مدل های چندگانه به دلیل قابلیت آن ها در ارزیابی منطقه ای خشکسالی، پیشنهاد گردید.