ارزیابی تطبیقی نمایه های خشکسالی استنتاجی از داده های سنجش از دور و هواشناسی در میانه غرب ایران

خشکسالی بعنوان یکی از مخاطرات طبیعی عمده، بر محیط زیست، جامعه، کشاورزی و اقتصاد تاثیر می گذارد. نمایه های متعددی برای کمی سازی خشکسالی بر مبنای داده های زمینی و سنجش از دور توسعه یافته اند. روش های سنتی کمی سازی خشکسالی مبتنی بر داده های هواشناسی و معیارهای قراردادی بوده و معمولا در زمان واقعی نزدیک در دسترس نمی باشند. از سوی دیگر، داده های مبتنی بر سنجش از دور، پیوسته در دسترس بوده و می توانند برای تشخیص چندین جنبه و مشخصه خشکسالی مورد استفاده قرار گیرند. هدف از این پژوهش، بررسی و مقایسه نمایه های مختلف استنتاجی از داده های سنجش از دور و هواشناسی برای پایش خشکسالی مقیاس محلی (بخش شرقی استان کردستان) می باشد.

هفت شاخص خشکسالی مقایسه شده شامل شاخص وضعیت پوشش گیاهی (VCI)، شاخص خشکی پوشش گیاهی (VDI)، شاخص سلامت پوشش گیاهی (VHI)، شاخص ذخیره آب پوشش گیاهی (VSWI)، شاخص پوشش گیاهی تفاوت نرمال شده (NDVI)، شاخص وضعیت دمایی (TCI) و شاخص بارش استاندارد (SPI) می باشند. شاخص های سنجش از دور از داده های مودیس استنتاج شده است. شاخص هواشناسی SPI از تلفیق داده های ایستگاه های باران سنجی و بارش شبکه بندی شده حاصل شده است. نقشه های رقومی شاخص های هفت گانه خشکسالی برای دوره 2021 - 2002 با تفکیک زمانی مشابه (16 روزه) تهیه شده اند. برای تجزیه و تحلیل ویژگی های هر شاخص خشکسالی از روش مقایسه ای شامل انتخاب دوره های خاص از خشکسالی رخ داده و ویژگی های شناسایی خشکسالی فضایی استفاده گردیده است. مقایسه شاخص های خشکسالی در ماه اردیبهشت انجام گردیده که زمان رویشی است. در نهایت، از تجزیه و تحلیل همبستگی پیرسون برای ارزیابی تشابه رفتاری شاخص ها استفاده گردیده است.

نتایج و بحث: 

تحلیل مقایسه ای فضایی بین شاخص های خشکسالی نشان داد که همه شاخص ها در توزیع مقیاس منطقه ای خشکسالی انطباق معین دارند؛ به ویژه آن هایی که از مجموعه داده های مشابه مشتق شده اند. در حالی که، آشکارا تفاوت توزیع مقیاس محلی در میان گروه های مختلف شاخص ها یافت شد. نتایج نشان داد که روند کلی شاخص ذخیره آب پوشش گیاهی انطباق بهتری با شاخص بارش استاندارد شده دارد. بر اساس تحلیل همبستگی، اثبات گردید که شاخص ذخیره آب پوشش گیاهی می تواند بازتاب بهتری از میزان بارندگی و شدت خشکسالی به دلیل کمبود بارندگی باشد. علاوه بر این، دمای سطح زمین (LST)، بیشتر از اطلاعات بازتابی به نتایج شاخص پیوندی (VSWI) کمک می کند. یک تاخیر 32 روزه از شاخص های بیانگر وضعیت پوشش گیاهی به خوبی بیانگر شرایط خشکسالی هواشناسی در منطقه مورد مطالعه است. نبود و کمبود بارندگی در حداقل پنج دوره (80 روز) قبل تر می تواند بر وضعیت پوشش گیاهی در شرایط موجود تاثیر جدی داشته باشد. مناطق دشتی و پایکوهی واقع در بخش های مرکزی، شرقی و جنوب شرقی منطقه مورد مطالعه با غلبه کشاورزی غلات به ویژه کشت دیم، نسبت به شرایط خشکسالی حساس تر از سایر قسمت ها می باشند.

علیرغم مزیت های فراوان شاخص های خشکسالی سنجش از دوری در تجزیه و تحلیل خشکسالی در زمان نزدیک به واقع، همچنان شاخص های خشکسالی هواشناسی در اولویت پایش خشکسالی می باشند. این جایگاه ناشی از وابستگی سیستم های هیدرولوژیکی و کشاورزی به شرایط هواشناسی است. عمدتا این سیستم های هیدرولوژیکی و کشاورزی در مناطق مختلف با تاخیر زمانی متفاوت به نوسانات هواشناسی پاسخ می دهند. درک این روابط پیچیده میان سیستم های هواشناسی، هیدرولوژیکی و کشاورزی می تواند در برنامه های آمادگی زودهنگام در برابر خشکسالی و مدیریت آن مفید واقع گردد.