پایش خشکسالی با استفاده از شاخص های سنجش از دور و اقلیمی در استان خراسان رضوی

خشکسالی پدیده ای طبیعی و پیچیده است که در تمام مناطق رخ می دهد. بروز این پدیده همواره خسارات زیادی را در پی داشته است و نگاهی به آمار و ارقام خسارت ناشی از این پدیده، ضرورت بررسی و پایش خشکسالی را نشان می دهد. هدف از این پژوهش، بررسی امکان پایش خشکسالی با استفاده از شاخص های خشکسالی عمودی(pdi)، شاخص خشکسالی عمودی اصلاح شده(mpdi) و شاخص خشکی دمائی-گیاهی(tvdi) و مقایسه آن با شاخص اقلیمی بارش استاندار شده (spi)، در استان خراسان رضوی با سطحی معادل 128420 کیلومتر مربع می باشد. بدین منظور از داده های سنجنده مودیس واقع بر روی ماهواره ترا و اکوا وحدود سه تصویر در ماه از سال 2003 تا 2013 استفاده گردید. پس از اعمال تصحیحات لازم بر روی داده ها، شاخص pdi، mpdiوtvdi برای کلیه تصاویر محاسبه گردید. از طرف دیگر برای بررسی اثر زمین های کشاورزی و مناطق مسکونی بر روی شاخص های مذکور با استفاده از نقشه کاربری اراضی استان، این اراضی حذف گردید و ارقام حداکثر و حداقل و متوسط مربوط به میانگین شاخص ها یکبار برای کلیه اراضی و یکبار برای اراضی طبیعی بعد از حذف زمین های کشاورزی و مسکونی استخراج گردید. سپس برای بررسی ارقام حاصل از محاسبه شاخص ها سنجش از دور، از شاخص اقلیمی بارش استاندار شده (spi) که شاخصی مناسب برای بررسی خشکسالی است استفاده گردید. بدین منظور داده های بارندگی ماهانه حدود 42 ایستگاه در استان برای یک دوره سی ساله مورد استفاده قرار گرفت و شاخص spi در پنج مقیاس زمانی مختلف 1، 3، 6، 9 و 12 ماهه محاسبه شد و در نهایت نقشه spi به روش کریجینگ برای کل منطقه تهیه و ارقام حداکثر و حداقل و متوسط این نقشه ها استخراج گردید. در نهایت روند تغییرات شاخص های pdi، mpdi وtvdi با spiبررسی و روابط همبستگی آنها در ماه ها و سال های مختلف برای کلیه اراضی و اراضی طبیعی به دست آمد. برای صحت سنجی شاخص های مذکور، روابط آن ها با داده های رطوبتی خاک در دو عمق 15-0 و 30-15 سانتی متری از خاک بررسی گردید. نتایج حاصل از همبستگی بین شاخص ها بر حسب ماه نشان می دهد که شاخص pdi و mpdi به ترتیب بیشترین همبستگی را با spi شش ماهه منتهی به فوریه و سپتامبر و برابر با 48/0- و 67/0- و شاخصtvdi بیشترین ضریب همبستگی را باspi سه ماهه منتهی به آوریل و برابر با 47/0- دارد. نتایج حاصل از همبستگی بین شاخص ها در سال های مختلف نشان می دهد بالاتر ین ضریب همبستگی برای شاخص های pdi، mpdi با spi شش ماهه به ترتیب برابر با 95/0-، 96/0- و برای سال 2012 و شاخص tvdiبا spi سه ماهه برابر با 55/0- برای سال 2004 می باشد. قابل ذکر است که با حذف زمین های کشاورزی و مسکونی خصوصاً در ماه ها و سال های خشک در اکثر موارد همبستگی های بالاتری به دست آمد. همچنین روابط شاخص ها با داده های رطوبتی خاک نشان داد که شاخص pdi وmpdi به ترتیب دارای ضریب همبستگی 81/0، 91/0 با داده های رطوبتی خاک در عمق 30-15 سانتی متری خاک وشاخصtvdi دارای ضریب همبستگی 92/0 با داده های رطوبتی خاک در عمق 15-0 سانتی متری خاک دارد. بنابراین نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که هر دو شاخص pdi و mpdi قادر به تشخیص خشکسالی در مقیاس منطقه-ای هستند و با الگو های مکانی و زمانی در خراسان رضوی سازگارند اما mpdi می تواند معرف بهتری برای شرایط رطوبتی و پوشش گیاهی باشد و می-تواند به عنوان یک ابزار کارآمد برای تعیین و پایش خشکسالی بکار رود.