تغییرات زمانی خشکسالی هواشناسی - هیدرولوژیکی (مطالعه موردی: استان گیلان)

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، پردیس بین‌المللی ارس، دانشگاه تهران، تهران

2 دانشجوی دکتری، گروه احیاء مناطق خشک و کوهستانی، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، تهران

3 دانشیار، گروه احیاء مناطق خشک و کوهستانی، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، تهران

چکیده

خشک­سالی به‌­عنوان یکی از پدیده­‌های محیطی شناخته شده و در واقع بخش جدایی‌­ناپذیری از تغییرات اقلیمی است که می­‌تواند در هر منطقه جغرافیایی حادث شود. در این مطالعه برای بررسی شدت، مدت و وسعت خشک­سالی از داده­‌های ماهانه و متوسط بارندگی سالانه 17 ایستگاه­ متعلق به سازمان هواشناسی کشور از سال 1351 تا 1396 واقع در استان گیلان استفاده شده است. به­‌منظور بررسی و مقایسه قابلیت­ شاخص‌های خشک‌سالی هواشناسی و هیدرولوژیکی، شاخص بارش استاندارد شده (SPI) و شاخص خشکی جریان رودخانه‌­ای (SDI) بسته به قابلیت مقدار شاخص، شدت و مدت خشک‌سالی برای کل استان در مقیاس سالانه و دوره‌های سه، شش، نه و 12 ماهه محاسبه شد. نقشه­‌های پهنه‌بندی با روش وزن‌دهی معکوس فاصله (IDW) تهیه شد. نتایج حاصل از پهنه­‌بندی شدت خشک­سالی طی دوره آماری مورد مطالعه در استان گیلان نشان داد که طبق آمار و اطلاعاتی که از یک دوره آماری از سال 1351 تا 1396 در مقدار SPI سه ماهه به‌دست آمده، این شاخص رو به ترسالی نموده است، ولی در دوره­‌های شش، نه و 12 ماه اکثر شهرهای استان گیلان رو به نرمالی بوده و خشک‌سالی با بیش‌­ترین درصد احتمالات در مساحت تغییرات مکانی­ که به­‌صورت مثبت است مشاهده شد. هم‌­چنین نقشه­‌هایی که از درون‌یابی مقدار SPI در چهار دوره آماری با بهترین برازش درون­‌یابی به‌دست آمده است نشان می­‌دهد که با نزدیک شدن به سال­ 1396 مقدار شاخص خشک­سالی نسبت به 1351 بیش‌­تر شده و اکثر شهرهای استان را محدوده خشک‌­سالی بیش‌­تری در برگرفته است. هم‌چنین بر اساس نقشه‌­ها عمده خشک­سالی در منطقه در ایستگاه­‌های واقع در جنوب و جنوب­‌شرقی منطقه مورد مطالعه اتفاق افتاده است. مقدار SDI نیز نشان داد که عمده ایستگاه­‌ها فاقد خشک‌سالی و یا دارای خشک‌سالی متوسط هستند. 

کلیدواژه‌ها


Azareh, A., Rahdari, M.R., Rafiei, E., & Azariya, F. (2014). Investigate the relationship between hydrological and meteorological droughts in Karaj dam Basin. European Journal of Experimental Biology, 4(3), 102- 107.
Bodagh Jamali, J., Javanmard, S., & Shirmohammady, R. (2003). Monitoring and zoning of drought condition in Khorasan Province using standardized precipitation index. Geographical Research, 17(4), 11389-11406 (In Persian).
 
Bordi, I., & Sutera, A. (2004). Drought variability and its climatic implications. Global and Planetary Change, 40(1-2), 115-127
Celine, H., Richard, S., Edward, R.C., & Julien, E.G. (2013). North American droughts of the last millennium from a gridded network of tree-ring data. Journal of Climate, 20(7), 10.1175/JCLI4042.1.
Chunping, T. Jianping, Y., & Man, L. (2015). Temporal-spatial variation of drought indicated by SPI and SPEI in Ningxia Hui Autonomous Region, China. Journal of Atmosphere, 6, 1399- 1421.
Eskandari Damaneh, H., Zehtabian, Gh., Khosravi, H., & Azareh, A. (2015). Study and analysis of temporal and spatial relationship between meteorological and hydrological drought in Tehran Province. Quarterly Journal of Geographical Information, 24(96),  113-120 (In Persian). 
 Gholam Ali, M., Younes, KH., Esmaeil, A., & Fatemeh, T. (2011). Assessment of geostatistical methods for spatial analysis of SPI and EDI drought indices. World Applied Sciences Journal, 15(4), 474-482
Hao, Z., & AghaKouchak, A. (2013). Multivariate standardized drought index: A multi-index parametric approach for drought analysis. Advances in Water Resources, 57, 12–18.
Huang, Sh., Li, P., Huang, Q., Leng, G., Hou, B., & Ma, L. (2017). The propagation from meteorological to hydrological drought and its potential influence factors. Journal of Hydrology, 547, 184–95.
Jain, V.K., Pandey, R.P., Jain, M.K. & Byun, H.R. (2015). Comparison of drought indices for appraisal of drought characteristics in the Ken River Basin. Weather and Climate Extremes, 8, 1–11.
Kampragou, E., Apostolaki, S., Manoli, E. Froebrich, J., & Assimacopoulos, D. (2011). Towards the harmonization of water-related policies for managing drought risks across the EU. Environmental Science and Policy, 14(7), 815-824.
Liu, L., Hong, Y., Bednarczyk, C.N., Yong, B., Shafer, M.A., Riley, R., & Hocker, J.E. (2012). Hydro-climatological drought analyses and projections using meteorological and hydrological drought indices: a case study in Blue River Basin, Oklahoma. Water Resources Management, 26(10), 2761-2779.
Mehdipour, M., & Abdollahi, A. (2015). Survey of heat and humidity index of Guilan Province. The Second National Assets and Future Prospects. 14 May 2015, Isfahan, 6 p (in Persian).
Moghimi, M.M., Zarei, A.R., & Mahmoudi, M.R. (2020). Seasonal drought forecasting in arid regions, using different time series models and RDI. Journal of Water and Climate Change, 11(3), 633-654.
Nalbantis, I., & Tsakiris, G. (2009). Assessment of hydrological drought revisited. Water Resources Management, 23, 881–897
Nosrati, K., & Younes, K. (2011). Daily monitoring of drought and water resources in different climates of Iran. Journal of Rangeland and Watershed Management (Iranian Journal of Natural Resources), 64(1), 79-94 (in Persian). 
Pathak, A.A., & Dodamani, B.M. (2016). Comparison of two hydrological drought indices. Perspectives in Science, 8, 626- 628.
Quiring, S., Nielsen-Gammon, J., Srinivasan, R., Miller, T., & Narasimhan, B. (2007). Drought monitoring index for Texas. Tech. Rep. to Texas Water Development Board, Austin, TX, 262 pages.
Raziei, T., Bordi, I., & Pereira, L.S. (2011). An application of GPCC and NCEP/NCAR datasets for drought variability analysis in Iran. Water Resources Management, 25, 1075–1086.
Soltani, S., & Saadati, S. (2007). Drought zoning in Isfahan province using standard precipitation index (SPI). Iranian Journal of Watershed Management Science and Engineering, 1(2), 64-67 (In Persian).
Soltani, S., & Mehrabi, M. (2012). Drought assessment paper using river flow index (SDI) and standard precipitation index (SPI) (Case Study of Dorodzan Dam Basin in Fars Province), The First National Desert Conference, Tehran, 2012-06-16 (in Persian). 
Tabari, H., Nikbakht, J., & Talaee, P.H. (2013). Hydrological drought assessment in Northwestern Iran based on streamflow drought index (SDI). Journal of Water Resources Management, 27, 137–151.
Tabuzadeh, Sh., Zarei, A.A., & Bazrafshan, O. (2013). Analysis of severity, duration, frequency and zoning map of meteorological drought of Bakhtegan River Basin. Quarterly Irrigation Sciences and Engineering (JISE) (Scientific Journal of Agriculture), 38(4), 109-123 (In Persian). 
Wu, H., Hayes, M.J., Weiss, A., & Hu, Q. (2001). An evaluation of the standardized precipitation index, the china-z index and the statistical z-score. International Journal of Climatology, 21, 745-758.
Zarei, A.R., Shabani, A., & Moghimi, M.M. (2021). Accuracy assessment of the SPEI, RDI and SPI drought indices in regions of Iran with different climate conditions. Pure and Applied Geophysics, 178, 1387–140.