وبلاگ تخصصي خبري ،علمي و آموزشي مهندسي آب

*دوست عزيز ، لطفا در صورت استفاده از مقاله، امانت داري را رعايت فرماييد.¹ *

شاخص هاي خشكسالي ¹

مقدمه:

شاخص هاي خشكسالي مقادير متنابهي اطلاعات اقليمي و هيدرولوژي را مانند درجه حرارت، بارندگي، برف، جريان رودخانه ها و ساير منابع آبي را به كار ميگيرد تا تصوير جامعي از وضعيت خشكسالي و بطور منطقه اي، در غالب محدوده اي از اعداد بيان نمايد.

شاخص هاي متعددي وجود دارد كه گوياي وضعيت حشكسالي در منطقه اي باشد، هر چند كه هيچكدام بطور ذاتي نسبت به ديگري ارجحييت ندارند ولي بعضي از آنها در شرايطي بهتر عمل ميكنند. به عنوان مثال شاخص حشكسالي پالمر كه بطور گسترده اي در آمريكا و استراليا كاربرد دارد، در مناطق وسيع با همواري يكسان بهتر عمل مي كند تا مناطق كوهستاني و براي مناطق كوهستاني شاخص آبهاي سطحي معرف بهتري بوده است.

بسياري از طراحان طرح هاي آبي توصيه ميكنند كه وضعييت حشكسالي با چند شاخص بررسي گردد و تصميمات بر مبناي تنها يك شاخص اتخاذ نگردد. مجموعه شاخصهايي كه در اين بخش به آنها پرداحته خواهد شد، شاخص هايي هستند كه هم اكنون در بعضي كشورها كه خطر خشكسالي آنها را تهديد منمايد، مورد استفاده قرار ميگيرد.

درصد نرمال (Percent of Normal – PNI)

خلاصه: مقدار دراز مدت بارندگي /مقدار متوسط بارندگي ×100= PNI

مزيت: محاسبات بسيار ساده است و براي براي آگاهي عموم از وضعيت خشكسالي در مقياس محلي و فصلي مناسب است

معايب: بسادگي تفسير غلطي را مي تواند به همراه داشته باشد.

درصد نرمال (PNI) ، يكي از ساده ترين شاخص هاي بارندگي ميباشد. استفاده از اين شاخص، هنگامي كه يك منطقه يا يك فصل به تنهايي مد نظر است، بسيار كارآ ميباشد. اين شاخص با تقسيم بارندگي واقعي بر بارندگي نرمال منطقه ( معمولا متوسط 30 ساله بارندگي) ضربدر 100 محاسبه مي گردد. بديهي است بارندگي نرمال براي هر محل 100% خواهد بود. اين شاخص براي مقياس هاي زماني مختلف قابل محاسبه است كه معمولا يك ماه تا چند ماه (مثلا فصلي خاص )و كل سال و يا سال آبي محدود ه آن است.

يكي از معايب استفاده از شاخص PNI اين است كه متوسط يا ميانگين بارندگي معمولا برابر ميانه آن (مقدار بارندگي كه 50 % بارندگي ها از آن بيشتر است)، نمي باشد. علت اين امر در آن است كه بارندگي هاي ماهيانه يا ساليانه هميشه از توزيع نرمال تبعييت نمي كند. استفاده از شاخص درصد نرمال با فرض برازش توزيع نرمال بر بارندگي ها ميباشد كه بر اين اساس ميانگين و ميانه با هم برابر هستند. اشكالي كه اين مسئله ميتواند سبب شود را با بارندگي هاي بلند مدت ثبت شده در ملبورن استرليا براي ماه ژانويه نشان مي دهيم. ميانه بارندگي هاي بلند مدت اين منطقه 36 ميليمتر ميباشد، يعني در نصف سال بارندگي از 36 ميليمتر كمتر است و نصف سال بيش از اين مقدار است. اما بر اساس آمار اين ايستگاه 36 ميليمتر، 75 درصد نرمال بارندگي ها را تشكيل مي دهد و به منزله شرايط كاملا خشك مي باشد و بدين ترتيب ممكن است تفاسير غلطي از اين شاخص به عمل آيد.

شاخص بارندگي استاندارد شده (Standard Precipitation Index - SPI)

درك اينكه بارندگي تاثير هاي مختلفي بر منابع آب مانند آب زيرزميني، ذخائر آب سطحي و برف دارد، منجر به اين گشت كه شاخص SPI تدوين و ارائه گردد. شاخص SPI براي اندازه گيري كمبود بارندگي از منابع مختلف مي باشد. رطوبت خاك در زمان كوتاهتري شرايط غير نرمال بارندگي را منعكس مي كند، در حاليكه آب زيرزميني، جريان هاي سطحي و ذخائر آب سطحي در زمان طولاني تري نسبت به آن عكس العمل نشان مي دهند. SPI در هر منطقه بر اساس آمار بلند مدت و براي دوره مورد نظر محاسبه مي گردد. براي اين كار در ابتدا توزيع آماري مناسب بر آمار بلند مدت بارندگيها برازانده مي شود، سپس بطوريكه متوسط ٍ SPI براي آن منطقه و دوره مورد نظر صفر خواهد بود. مقدار مثبت SPI نشان دهنده بارندگي بيش از بارندگي ميانه مي باشد، و مقدار منفي معناي عكس آن را دارد. از آنجائيكه SPI استاندارد شده است، براي اقليم هاي خشك و مرطوب قابل استفاده، و نتايج براي دوره مورد نظر قابل مقايسه است. طبق اين روش دوره خشكسالي هنگامي اتفاق مي افتد كه SPI بطور مستمر منفي و به مقدار 1- يا كمتر برسد، و هنگامي پايان مي يابد كه SPI مثبت گردد و مقادير تجمعي SPI نيز، بزرگي و شدت دوره خشكسالي را نشان ميدهد. طبقه بندي مقادير SPI در جدول ذيل آمده است.

مقدار	SPI
بسيار بسيار مرطوب	./2 و بالاتر
بسيار مرطوب	99/1 تا 50/1
نسبتا مرطوب	49/1 تا ../1
نزديك نرمال	99/. تا 99/.-
نسبتا خشك	49/1- تا ../1-
بسيار خشك	99/1- تا 50/1-
بسيار بسيار خشك	./2- و كمتر

شاخص شدت خشكسالي پالمر (Palmer Drought Severity Index- PDSI)

خلاصه:

شرح : PDSI شاخصي است بر اساس رطوبت موجود خاك كه براي مناطق نسبتا همگن واسنجي شده است.

كاربران : دستگاه هاي دولتي تعدادي از كشورها از اين شاخص براي ديدباني خشكسالي و اعلام شروع عمليات مقابله با خشكسالي بهره مي جويند.

معايب: شاخص پالمر ممكن ايت در اعلام شروع خشسالي دير عمل كند. براي مناطق كوهستاني يا مناطقي كه زياد تحت تاثير وقايع آب و هواي استثنائي قرار مي گيرند، مناسب نمي باشد و نهايتا اينكه محاسبات PDSI قدري پيچيده ميباشد.

پالمر در سال 1965، شاخصي را ارائه كرد كه با آن انحراف موجودي رطوبت را اندازه مي گيرد. وي شاخص خود را بر اساس مفهوم عرضه و تقاضا در معادله بيلان آب بنا نهاد و تنها بارندگي وكمبود آن را مد نظر قرار نداد. هدف پالمر اندازه گيري شرايط رطوبتي مي باشد و از آنجائيكه شاخص استاندارد شده است، مي توان آن را براي مناطٌق و ماه هاي مختلف محاسبه نمود و سپس آنها را با هم مقايسه كرد و خشكسالي را در يك سطح وسيع ديدباني و تجزيه و تحليل نمود.

شاخص رطوبتي محصول با استفاده از روش هواشناسي، شرايط محصولات كشاورزي را هفته به هفته ديدباني مي كند. اين شاخص نيز توسط پالمر از بين از بين مراحل محاسباتي استخراج و تدوين گرديد.

استخراج و تدوين گرديد. فرٌق شاخص PDSIو شاخص CMI در آن است كه PDSI دوره هاي بلند مدت تر و خشك را ديدباني مي كند، در صورتيكه CMI براي ارزيابي شرايط

كوتاه مدت رطوبتي محصولات اصلي كشاورزي در يك ناحيه است. اين شاخص بر اساس متوسط دما و كل بارندگي هفتگي، براي يك ناحيه آب و هوايي و همچنين مقدار CMI هفته قبل، محاسبه مي شود. CMI بطور سريع به تغييرات آب و هوائي عكس العمل نشان مي دهد. اين نيز استاندارد شده و بطور هفتگي نقشه وضعيت CMI در سطوح كشوري قابل ترسيم ميباشد.

از آنجائيكه اين روش براي ديدباني كوتاه مدت اثر شرايط رطوبتي در گياه طراحي شده است، CMI شاخص مناسبي براي ديدباني بلند مدت خشكسالي نمي باشد. عكس العمل سريع CMI به تغييرات آب و هوائي ممكن است باعث تحليل غلط از خشكسالي در درازمدت نيز گردد. به عنوان مثال، يك بارندگي مطلوب در دوره خشكسالي ممكن است باعث گردد، CMI مقدار كافي رطوبت را تاييد كند، در صورتيكه خشكسالي در دراز مدت در منطقه هنوز وجود داشته باشد. خصوصيت ديگر CMI كه مانع از آن است كه اين براي تحليلهاي دراز مدت كارآ باشد اين است كه مقدار CMI عمدتا در شروع و پايان دوره صفر مي باشد. اين محدوديت مانع از آن است كه CMI براي ديدباني شرايط رطوبتي خارج از فصل رشد قابل استفاده باشد، بخصوص براي خشكسالي كه بعضا چند سال به طول مي انجامد، عامل محدود كننده اي مي باشد

شاخص عمران خشكسالي (Reclamation Drought Index – RDI)

شاخص عمران خشكسالي (RDI)، اخيرا به عنوان ابزاري براي تعرف سختي و مدت خشكسالي و پيش بيني شروع و خاتمه دوره خشكسالي تدوين شده است. انگيزه استفاده از اين نام براي اين شاخص از آنجا ناشي مي گردد كه مربوط به قانون كمك به عمران ايالات تحت خشكسالي، مصوب سال 1988 آمريكا بوده است كه اجازه مي دهد اين ايالات از اداره عمران براي خشكسالي كمك دريافت نمايد.

شاخص RDI در سطح حوزه هاي آبريز محاسبه مي گردد، و مؤلفه هاي مقدار بارندگي، برف، جريان رودخانه، و حجم آب در مخازن را در محاسبات دخالت مي دهد. قوت اين شاخص در دخالت دادن فاكتور هاي اقليمي و موجودي آب در سطح حوزه است.

تري	وضعيت خشكسالي	مقدار RDI
5/1تا 0	معمولي تا كم	5/1- تا 0
0/4 تا 5/1	متوسط	0/4– تا 5/1-
0/4 >	شديد	0/4– <

در صورت لزوم مي توان شاخص RDI را نيز براي منطقه اي خاص تعديل كرده و بر اساس ارقال تعديل شده، ديدباني ها انجام و تجزيه و تحليل گردد.

---------------------------------------------------------

1.منبع اصلي مقاله : Web Page of Tarbiat Modares University

دانشگاه تربيت مدرس - دانشكده كشاورزي

*دوست عزيز ، لطفا " در صورت استفاده از مقاله امانت داري را رعايت فرماييد.*