ارزیابی خشکسالی بر اساس پایداری طولانی مدت روند بارش و دما در حوضه دره رود اردبیل

ازجمله مخاطرات طبیعی مهم که با توجه به آسیب های گسترده، بر تعداد قابل توجه از انسان ها تاثیر می گذارد، خشکسالی است. همچنین خشکسالی، پدیده ای است که مستقیما به مساله کمبود آب مربوط می شود و به دلیل برگشت پذیر بودن می تواند جنبه های مختلف زندگی انسان و محیط زیست را تحت تاثیر قرار دهد. خشکسالی تقریبا تمامی عوامل تعیین کننده چرخه هیدرولوژیکی از آغاز بارش و سپس جریان آب سطحی و درنهایت ذخیره سازی در آب های زیرزمینی را تحت تاثیر قرار می دهد. بنابراین در پژوهش حاضر با توجه به نتایج روند پایدار بارش و دما در حوضه دره رود اردبیل، شاخص SPI به عنوان شاخص متکی بر بارش با شاخص RDI به عنوان شاخص ترکیب کننده پارامترهای تبخیر و تعرق بالقوه و بارش، در بازه های زمانی مختلف با یکدیگر مقایسه و ارزیابی شد.

در این پژوهش به منظور شناسایی دوره های خشکسالی و ترسالی، از داده های بارندگی ماهانه، کمینه و بیشینه دمای ماهانه هفت ایستگاه سینوپتیک در بازه زمانی 30 ساله (2014-1985) در حوضه دره رود اردبیل واقع در شمال غرب ایران استفاده شد. به منظور شناسایی روند در سری زمانی بارش و دما در این پژوهش با استفاده مدل های Man-Kendall(MK) و Sen's slope(Sen) صورت گرفت و به منظور ارزیابی پایداری طولانی مدت روند در سری زمانی داده ها از منحنی LOWESS (در سطح معنی داری 5٪) استفاده شد. همچنین با استفاده از شاخص خشکی، چهار ایستگاه در منطقه خشک و سه ایستگاه در منطقه نیمه خشک واقع شدند. به منظور محاسبه شاخص RDI از مقادیر تبخیر و تعرق بالقوه استفاده شد. مقدار PET در شاخص RDI با استفاده از اطلاعات درجه حرارت ماهانه و با روش هارگریوز به دست آمد. در ادامه هر دو شاخص در بازه های زمانی 3، 6، 9 و 12 ماهه با یکدیگر مقایسه شدند.

نتایج روند من-کندال نشان داد که در سری زمانی مقادیر بارش، ماه های نوامبر و فوریه و در سری زمانی مقادیر دما، ماه های اکتبر و دسامبر هیچ روندی در ایستگاه های موردمطالعه مشاهده نشد. این در حالی است که در سایر ماه ها و حتی مقادیر سالانه و فصلی، همه ایستگاه ها حداقل یک مورد روند در سری زمانی بارش و دما را تجربه کرده اند. همچنین نتایج منحنی LOWESS نشان داد که دمای سالانه در همه ایستگاه ها از یک سناریو افزایشی پیروی می کند. درحالی که بارندگی رفتار متفاوتی و اغلب کاهشی دارد. همچنین نتایج نشان داد که شاخص های SPI و RDI در مقیاس های زمانی مختلف و طبقات خشکسالی و ترسالی بسیار مشابه یکدیگر رفتار کرده و مقدار R2 در بسیاری از موارد 90/0 است. شدیدترین خشکسالی مشاهده شده در مدل های SPI و RDI مربوط به ایستگاه اردبیل در سال آبی 2010-2011 و در مقیاس 3 ماهه است که مقادیر آن به ترتیب -3/11 و -3/09 بوده است. همچنین نتایج نشان داد که RDI مقادیر ترسالی شدید و خیلی شدید را بزرگ تر از SPI نشان می دهد. درنهایت هر دو شاخص مشابهت های زیادی با یکدیگر دارند اما به دلیل استفاده RDI از PET می تواند برای مناطق خشک و نیمه خشک ایران، به صورت گسترده تر مورداستفاده قرار گیرد.

به منظور مقایسه رویدادهای خشکسالی و ترسالی در حوضه آبریز دره رود اردبیل واقع در شمال غرب ایران از دو شاخص SPI و RDI استفاده شد. با توجه به اقلیم خشک و نیمه خشک اکثر مناطق ایران، مقدار بارش صفر در برخی از فصول محتمل است؛ بنابراین شاخص های متکی بر بارندگی مانند SPI ممکن است کارایی کمتری نسبت به شاخص RDI که علاوه بر بارندگی، تبخیر و تعرق بالقوه (PET) را نیز در فرمولاسیون خود لحاظ می کند، داشته باشد. با توجه به اهمیت پارامتر PET در بخش کشاورزی و مدیریت منابع آب در ایران، می طلبد که شاخص RDI را در دیگر مناطق ایران مانند شمال غرب و مناطق کوهستانی ایران، به صورت گسترده بررسی گردد و نتایج آن را با دیگر شاخص ها مانند شاخص مهم و پرکاربرد SPI مقایسه شود.