تحلیل خشکسالی استان چهارمحال و بختیاری با استفاده از شاخص SPDI (Standardized Palmer Drought Index)

STUDENT

DEGREE

YEAR

Iran is located in the arid belt of the Earth and about two third of its territories consists of arid and semi-arid regions. Therefore, drought in many of the provinces in Iran is an inevitable phenomenon. Several indices are used for the purpose of drought identification and quantification. One of the most important indices is Palmer Drought Severity Index (PDSI) which has gained a prominent position as this index is based on the Water Balance Equation . The disadvantage of this index is that it is not a standardized index and can’t be appropriate for different spatial and temporal comparisons. The Standardized Palmer Drought Index (SPDI) was therefore developed to avoid the problem. Since Chaharmahal Bakhtiari Province is one of the most important provinces in Iran in terms of water resources, its drought analysis will be investigated in this study using SPDI index. Essential information in this investigation include monthly temperature and precipitation and soil moisture measurement (in term of Available Water Capacity, AWC). For this study, 11 synoptic, climatology and evaporation gauging stations were chosen. To estimate SPDI, moisture departure, d, was first calculated in monthly time scale and then converted to cumulative moisture departure values in different time scales including 3, 6, 9, 12, and 24 months. The best statistical distribution was then fitted to cumulative departure. These values were then standardized to have SPDI. The SPDI is also compared to SPI. The results show that SPDI has the same temporal pattern as SPI in presenting drought and wet periods. However, as soil moisture affects SPDI estimation, it will be more valid for analyzing and monitoring drought conditions, especially for agricultural drought. The results also showed that 1992, 1993, and 2006 years were the most humid and 2000, 2001, and 2008 years were the driest time in Chaharmahal Bakhtiari Province during 1988 to 2012. Keywords: Standardized Palmer Drought Index, Drought monitoring, Standardized Precipitation Index, Soil Moisture, Chaharmahal Bakhtiari Province

کشور ایران از نظر موقعیت، در کمربند خشکی کره زمین قرار گرفته است و حدود دو سوم از آن را مناطق خشک و نیمه خشک تشکیل می دهند، بنابراین بروز پدیده ی خشکسالی در بسیاری از استان های کشور، امری اجتناب ناپذیر است. برای شناسایی خشکسالی و کمّی سازی آن، از شاخص های مختلفی استفاده می شود. یکی از این مهمترین این شاخص ها، شاخص شدت خشکسالی پالمر می باشد و از آن جایی که این شاخص براساس رابطه ی بیلان آب می باشد به جایگاه ویژه ای دست یافته است. انتقادی که همواره براین شاخص وارد بود، این است که این شاخص استاندارد نبوده و درنتیجه برای مقایسات زمانی و مکانی مختلف مناسب نیست. شاخص خشکسالی پالمر استاندارد شده (SPDI)این ایراد را برطرف نموده است. از آن جایی که استان چهارمحال و بختیاری یکی از استان های مهم کشور از نظر داشتن منابع آب می باشد لذا در این پژوهش با استفاده از این شاخص جدید به تحلیل خشکسالی آن پرداخته خواهد شد. اطلاعات مورد نیاز در این تحقیق شامل؛ دما و بارش در مقیاس ماهانه و اطلاعات رطوبتی خاک (آب قابل دسترس) می باشند. بابررسی وضعیت ایستگاه های موجود در منطقه تعداد 11 ایستگاه سینوپتیک، اقلیم شناسی و تبخیرسنجی انتخاب گردید. برای محاسبه ی شاخص SPDI ابتدا عامل انحراف رطوبتی در مقیاس ماهانه محاسبه گردید. سپس به ساخت مقادیر تجمعی انحراف رطوبتی در مقیاس های زمانی 3، 6، 9، 12 و 24 ماهه پرداخته و بعد از آن بهترین توزیع آماری که به این سری ها برازش داده می شد انتخاب شد. پس از آن این مقادیر به منظور دست یابی به شاخص SPDI استاندارد خواهند شد. به منظور ارزیابی آن، با شاخص بارش استاندارد شده (SPI)مقایسه خواهد شد. نتایج نشان می دهد که شاخص SPDI در بیان دوره های ترسالی و خشکسالی الگویی مشابه شاخص SPI دارد اما از ان جایی که در محاسبه آن عامل رطوبت خاک نیز دخالت دارد نسبت به شاخص SPI برای تحلیل و پایش خشکسالی به ویژه خشکسالی کشاورزی معتبرتر خواهد بود. همچنین نتایج نشان داد در استان چهارمحال و بختیاری سال های 1992، 1993 و 2006 مرطوب ترین سال ها و سال های 2000، 2001 و 2008 خشکترین سال ها در بازه زمانی 1988 تا 2012 میلادی هستند. کلمات کلیدی : شاخص پالمر استاندارد شده، پایش خشکسالی، شاخص بارش استاندارد شده، رطوبت خاک، استان چهارمحال و بختیاری