نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، گروه مدیریت مناطق خشک و بیابانی، دانشکده منابع طبیعی و کویر شناسی، دانشگاه یزد

2 دانش آموخته کارشناسی ارشد منابع طبیعی، دانشکده منابع طبیعی و کویر شناسی، دانشگاه یزد

3 دانشیار، گروه مدیریت مناطق خشک و بیابانی، دانشکده منابع طبیعی و کویر شناسی، دانشگاه یزد

چکیده

از میان پدیده­های اقلیمی که جوامع و محیط زیست را متاثر می­سازند، خشکسالی آب و هوایی یکی از پیچیده­ترین آن­ها است. این ویژگی شناخت هر چه بیشتر جوانب گوناگون آن را ضرورت می­بخشد. هدف از انجام این پژوهش بررسی برخی از ویژگی­های خشکسالی آب و هوایی به­ویژه شدت آنها در ایستگاه­های هواشناسی کرمان و شیراز است. پس از تهیه داده­های ساعتی مربوط به میانگین، بیشینه و کمینه دما و نیز میانگین بارش برای ایستگاه­های همدیدی کرمان و شیراز در دوره اقلیمی 51 ساله (2015-1965) و تبدیل به داده­های روزانه و ماهانه، شدت­ خشکسالی­های آب و هوایی بر اساس چهار شاخص SPI، RDI، SPEI و EDI در 5 گام زمانی مختلف محاسبه، و کارآیی هر شاخص در تعیین ویژگی­های خشکسالی آب و هوایی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که شدت‌های خشکسالی محاسبه شده به وسیله هر یک از شاخص‌ها در گام­های زمانی مختلف در هر دو ایستگاه کرمان و شیراز تغییرات و نوسانات ماهانه مشابهی داشته و در هر منطقه بر اساس نوع اقلیم، شاخصی که بیشترین همبستگی را با سایر آن­ها در گام­های زمانی مختلف دارد، متفاوت است. در ایستگاه کرمان، RDI6 (64/0R2=) و در ایستگاه شیراز، RDI9 (70/0 R2=)، بیشترین همبستگی را با سایر شاخص­ها داشته، کارآیی بالاتری جهت توجیه تغییرات کمی آنها دارند. بیشترین تعداد ماه‌های خشک در هر دو ایستگاه­ بدون در نظر گرفتن گام زمانی با EDI تعیین شده، اما در گام­های زمانی مختلف، SPEI در کرمان و RDI در شیراز، کارآیی بالاتری جهت تعیین تعداد ماه‌های خشک دارند. بررسی شاخص‌های خشکسالی بیانگر غلبه شرایط خشکسالی در کرمان و شیراز به ترتیب در 60% و 45% از سال‌ها است. کلاس­های شدت خشکی ملایم (0>I>1-)، متوسط (1->I>5/1-)، بترتیب با فراوانی 65% و 25%، بیشترین و کلاس خشکی شدید و بسیار شدید (5/1->I) کمترین درصد فراوانی (15%) را درهر دو ایستگاه­ داشتند.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Investigating and evaluating some of the characteristics of severity of climatic droughts in Kerman and Shiraz meteorological stations

نویسندگان [English]

  • Mohammad Hossein Mobin 1
  • Zahra Zarei 2
  • Hamid Sodayizadeh 3

1 Assistant Professor of hydroclimatology, Yazd University, Iran

2 Master graduated from Desert Management, Yazd University, Iran

3 Associate Professor of Agriculture, Yazd University, Iran

چکیده [English]

Among the climatic phenomena that affect communities and the environment, climatic drought is one of the most complex ones. The purpose of this research is to express some of the characteristics of climate drought, especially their severity in arid and semi-arid regions of Iran. After providing hourly data on average, maximum and minimum temperature as well as average rainfall, of Kerman and Shiraz synoptic stations which are representative of arid and semi-arid regions of the country respectively, and converting them into daily and monthly scales, the severity of climate droughts was calculated based on four SPI, RDI, SPEI and EDI indicators during the statistical period of 1965-2015 and at 5 different time steps. The efficiency of each indicator was evaluated in determining the characteristics of climate drought. The results showed that the drought severity estimated by each of the indices at different time steps in Kerman and Shiraz has the same monthly changes and fluctuations. But in each region, based on the type of climate, the index that has the highest correlation with the others at different time steps is different. So, in Kerman, RDI6 (R2=0.64) and RDI9 (R2=0.70) in Shiraz had the highest correlation (higher coefficient of determination) with other indices, and have higher efficiency for Justifying the quantitative changes of other indices. In addition, at different time steps, the SPEI in Kerman and RDI in Shiraz have good performance in determining the number of dry months. Meanwhile, in terms of the frequency of occurrence of dry months in different drought severities, the class of mild dryness (0> I> -1) with a frequency of 65% and then the moderate dryness class (1> I> -1.5) had the highest percentage Frequency, and severe dry and severe drought (I>1.5) had the lowest percentage of abundance (15%) at both stations.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Climatic drought
  • Kerman
  • Shiraz
  • SPI
  • RDI
  • SPEI
  • EDI

حیدری، حسن، علیجانی، بهلول، (1378). طبقه­بندی اقلیمی ایران با استفاده از تکنیک­های آماری جند متغیره، پژوهش­های جغرافیایی، شماره 37، صص 74-57.

زارع ابیانه، حمید،  محبوبی، علی اصغر،  نیشابوری،  محمد رضا، (1383). بررسی وضعیت خشکسالی و روند آن در منطقه همدان بر اساس شاخص­های آماری خشکسالی،  مجله پژوهش و سازندگی در زراعت و باغبانی، 64. 7-3.

زارعی، زهرا، (1395). تحلیل تطبیقی چهار نمایه­ی خشکسالی (RDI، SPI، SPEI، EDI) جهت تشخیص، ارزیابی و پیش­بینی خشکسالی­های هواشناسی در اقلیم­های خشک و نیمه خشک ایران، پایان­نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه یزد.

 زرین، آذر، قائمی، هوشنگ و خوش­اخلاق، فرامرز، (1392). اقلیم شناسی مناطق خشک، انتشارات سمت، تهران. چاپ دوم،  434 صفحه.

 سعادتی، سارا و سلطانی، سعید، (1385). پهنه بندی خشکسالی در استان اصفهان با استفاده از شاخص بارش استاندارد، مجله علوم و مهندسی آبخیزداری ایران، دوره 1. شماره 2، صص 64-67.

علیجانی،  بهلول، کاویانی،  محمدرضا، (1380).  مبانی آب و هواشناسی،  تهران،  انتشارات گیتاشناسی.

 علیجانی، بهلول، (1392). آب و هوای ایران، چاپ یازدهم، انتشارات پیام نور، تهران، صص43.

 علیزاده، امین، (1385). اصول هیدرولوژی کاربردی، چاپ نوزدهم، انتشارات دانشگاه امام رضا، مشهد، صص 187

 فتاحی، ابراهیم و صداقت کردار، عبداله، (1386). تحلیل منحنی­های شدت، مدت و فراوانی خشکسالی، مطالعه موردی ایستگاه­های برگزیده جنوب غرب ایران، تهران، جغرافیا و توسعه، شماره 9، صص 77-90.

 لشنی­زند، مهران، (1383). بررسی شدت، مدت و فراوانی خشکسالی­های اقلیمی در شش حوزه واقع در غرب و شمال غرب ایران، مجله پژوهشی دانشگاه اصفهان، جلد 1، صص 73-86.

 مسعودیان، ابوالفضل، (1391). آب و هوای ایران، انتشارات دانشگاه اصفهان. اصفهان، چاپ اول، 288 صفحه.

مقدسی، مهنوش، مرید، سعید، قائمی، هوشنگ، محمدولی سامانی، جمال، (1384). پایش روزانه خشکسالی دراستان تهران. جلد 36. شماره 1. مجله علوم کشاورزی ایران. 62-51.

فرج زاده،  منوچهر، (1386)،  خشکسالی از مفهوم تا راهکار، انتشارات سازمان جغرافیایی کشور.

Akhtari, R, Morid, S, Mahdian, M. H, and Smakhtin, V, (2009). Assessment of areal interpolation methods for spatial analysis of   

SPI and EDI drought indices, International Journal of Climatology, Int. J. Climatol. 29: 135–145.

Byun H. R and Wilhite D. A. (1999). Objective quantification of drought severity and duration. International Journal of 

Climatology, Int. J. Climatol., Vol. 12: 2747-2756.

Deo, R., Byun, H.R., (2014). Quantifying the severity, duration, and intensity of drought in Australia using the effective drought  

index. J. Hydrol., 26 (2), 137-156.

Hong, WU, Hayes, M J, Welss, A, and Hu, Q, (2001). An evaluation the standardized precipitation index, the China-Z Index and

the statistical z-score, International Journal of Climatology, 21: 745-758.

Kalamaras, N., Michalopoulou, H., Byun, H.R., (2010). Detection of drought events in Greece using daily precipitation. Hydrol.

Res.41 (2), 126–133.

Khalili D, Farnoud T, Jamshidi H, Kamgar-Haghighi AA, Zand-Parsa S (2011). Comparability analyses of the SPI and RDI

meteorological drought indices in different climatic zones. Water Resour Manage 25:1737–1757.

Kim, D.W., Byun, H.R., (2009). Future pattern of Asian drought under a global warming scenario. Theor. Appl. Climatol. 98, 137–

150.

Lee, S.M., Byun, H.R., Tanaka, H.L., (2012). Spatiotemporal Characteristics of Drought Occurrences over Japan.J. Appl.

Meteorol. & Climatol. 51, 1087–1097.

McKee, T.B, Doesken, NJ, Kleist, J (1993) The relationship of drought frequency and duration to time scales.In: Proc. 8th Conf

on ApplClimatol, 17–22 January, Am MeteorolSoc, Mass, 179–184.

McKee, TB, Doesken, NJ, and Kleist, J, (1995). Drought monitoring with multiple time scales, Ninth Conference on Applied

Climatology, American Meteorological Society, Jan 15-20, Dallas TX, pp. 233-236.

Morid S, Smakhtin VU, Moghadasi M. (2006). Comparison of seven meteorological indices for drought monitoring in Iran. Int J

Climatol 26:971–985.

Pandey, R.P., Dash, B.B., Mishra, S.K., Singh, R., (2008). Study of indices for drought characterization in KBKdistricts in Orissa

(India). Hydrol.Process. 22, 1895–1907.

Pashiardis, S, and Michaelides, S, (2008). Implementation of the standardized precipitation index (SPI) and the Reconnaissance

Drought Index (RDI) for Regional Drought Assessment: A case study for Cyprus, European water 23/24: 57-65.

Paulo, A. A & Pereira, L. S., (2008). Stochastic Prediction of Drought Class Transitions, Water Resour Manage 22:1277–1296.

Roudier, P., Mahe, G., (2010). Study of water stress and droughts with indicators using daily data on the Bani River (Niger

Basin, Mali). Int.J. Climatol. 30, 1689–1705.

Silva, V.P.R, (2003), On climate variability in northeast Brazil, Journal of Arid Environment, 54(2): 256-367.

Smakhtin, V.U., Hughes, D.A., (2004).  Review, Automated Estimation, and Analyses of Drought Indices in South Asia. Working

Paper 83, International Water Management Institute, Colombo, Sri Lanka.

Tsakiris, G, and Vangelis, H. (2005).  Establishing a drought index incorporating evapotranspiration, European water, 9-10: 3-11.

Vicente-Serrano S.M; Beguería S and López-Moreno J.I. (2010). A multi-scalar drought index sensitive to global warming: The

Standardized Precipitation Evapotranspiration Index–SPEI. J Climate 23:1696–1718.

Vinit K., Rajendra P, Manoj K, Byun H, (2015). Comparison of drought indices for appraisal of drought characteristics in the Ken

River Basin, Weather and Climate Extremes, journal homepage: www.elsevier.com/locate/wace, 1-11.

World Meteorological Organization (WMO) and Global Water Partnership (GWP), (2016): Handbook of Drought Indicators and

Indices (M. Svoboda and B.A. Fuchs). Integrated Drought Management Program (IDMP), Integrated Drought Management  

Tools and Guidelines Series 2. Geneva.