تعیین تغییرات خشکسالی با استفاده از مدل اسکالوگرام

تعیین تغییرات خشکسالی با استفاده از مدل اسکالوگرام (مطالعه موردی ایستگاه خوی)

علی حنفی^۱

چکیده

       جهت آشکارسازی تغییرات بوجود آمده در عناصرجوی، مدل یکی از بهترین چشم اندازها را نشان می دهد. و مدل موردنظر(مدل اسکالوگرام) هرچند بیشتردر موارد اقتصادی بکار برده شده است ولی از آنجا که از رابطه بین میانگین ها وانحراف معیارداده ها اقدام به رتبه بندی می نمایددر مطالعات جهان طبیعی خصوصا اقلیم شناسی می تواند کاربرد فراوان داشته باشد و با توجه به اینکه خشکسالی ناشی از عوامل جوی می باشد که هرکدام درصورت تغییر می توانند برشدت این پدیده تاثیر گذارند وسبب افزایش یا کاهش آن گردند. لذادر این مقاله سعی برآن شده است تا با استفاده از این مدل که تعداد ده عنصرجوی(بارش، بارش۲۴ساعته، تعداد روزهای بارانی و یخبندان، حداقل وحداکثردما، حداقل و حداکثر مطلق دما، حداقل وحداکثررطوبت)رادرطول سال مورد بررسی قرار می دهد ومیزان شدت خشکی درارتباط با عوامل مختلف جوی اندازه گیری شده وسالهای آماری را براساس میزان و شدت تنشهای ایجادشده در اثرخشکی طبقه بندی می نماید. لذا در این خصوص از آمار ایستگاه خوی جهت ارائه مدل استفاده دشده است وسالهای مورد نظر براساس میزان تغییرات اقلیمی و تنش های حاصل از این تغییرات براساس پارامترهای جوی طبقه بندی شده اند.این مدل با توجه به محاسبات اقدام به طبقه بندی سالهای آماری جهت تعیین میزان شدت خشکسالی می نماید.و می توان ملاحظه کردکه همیشه کم بارشترین سال، مصادف باشدیدترین خشکسالی نمی تواند باشد ونقش عوامل دیگر در این میان نیز همتراز بارش خواهد بود. نتیجه این تحقیق برای ایستگاه خوی دردوره سی ساله(۲۰۰۵-۱۹۷۶)نشان دهنده وقوع شدیدترین خشکسالی درسال۲۰۰۱ومرطوب ترین سال۱۹۹۳می باشد.

واژگان کلیدی: مدل اسکالوگرام، خشکسالی، شدت خشکی.

مقدمه

1. دانشجوی کارشناسی ارشد اقلیم شناسی دانشگاه تهران. alihanafi@yahoo.com

مبانی نظریه ای تحقیق

 در ارتباط با بحث خشکسالی کار های زیادی صورت گرفته است به طوری که رفیئی و همکاران (۱۳۸۶) در بررسی خود در مورد خشکسالی سیستان وبلوچستان به این نتیجه رسیدند که در نواحی جنوبی این استان تدام خشکسالی کمتر از نواحی دیگر بوده در حالی که در ناحیه شمالی این استان تداوم دوره های خشک بیشتر است که خود سبب میگردد خشکسالی اثرات نامطلوب بیشتری در این نواحی داشته باشد. رمضانی (۱۳۸۲) در بررسی پدیده خشکسالی در گیلان با استفاده از شاخص درصد نرمال به این نتیجه رسید که در مناطق ساحلی و جلگه ای در شرایط خشکسالی و مناطق کوهپایه ای و کوهستانی در شرایط ترسالی به سر می برند. قویدل رحیمی (۱۳۸۴) در ارزیابی خود در مورد خشکسالی و ترسالی استان آذر بایجان شرقی به این نتیجه رسید که سال های با بارش نرمال از توالی وتداوم بیشتری نسبت به سال های مرطوب و خشک دارند.علاوه بر اینها مطالعات زیادی توسط محققان داخلی وخارجی صورت گرفته است که می توان به تحقیقات پالمر(۱۹۶۵)، کمپ(۱۹۹۴)، مک کی(۱۹۹۵) وفرج زاده(۱۳۷۵)، غیور(۱۳۷۸)وموحددانش(۱۳۸۱)در این مورد اشاره کرد.

یافته های تحقیق

دراین مقاله از۱۰عامل جوی ایستگاه سینوپتیک خوی  به جهت ارتباط آنها با میزان خشکسالی درطول دوره آماری۳۰ ساله استفاده شده و سپس به کمک مدل اسکالوگرام مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است.دراین مدل چهارمرحله مشخص وجوددارد:

الف-مرحله تعیین عوامل مورد استفاده درمدل: دراین خصوص عوامل براساس نوع تاثیری که درخشکسالی می گذارند براساس نظرمحقق انتخاب وارزش گذاری به صورت مثبت ومنفی روی آنها صورت می گیرد. همانگونه که دراین مقاله مواردی مانند میزان بارش، بارش۲۴ساعته، تعداد روزهای بارانی ویخبندان، حداقل وحداکثررطوبت نسبی ومیزان بیشترآنها به عنوان امتیازمثبت ومیزان کمترازحدود تعیین شده امتیاز منفی کسب می کنند.وعواملی دیگرمانند متوسط حداقل دما، متوسط حداکثردما، حداقل مطلق دما وحداکثرمطلق دما، هرچه میزان کمتری داشته باشند به عنوان امتیازمثبت ومیزان بیشترآنها بعنوان امتیاز منفی درنظرگرفته می شوند که علت آن هم تاثیرمثبت عوامل دسته اول برکاهش میزان تنش خشکسالی وعوامل دسته دوم برافزایش میزان تنش خشکسالی می باشد.

ب-انجام محاسبات آماری: دراین بخش عوامل انتخاب شده براساس زمان؛میانگین گیری شده ومیزان انحراف معیارآنهامحاسبه می شود.دراین قسمت مقدارانحراف معیاربراساس میزان هم خوانی ودامنه میانگین ها به صورت۲/۱و۴/۱انحراف معیارمحاسبه می گردد.وسپس جهت ارزش بندی داده هاوتهیه جدتول مربوطه؛مجموع وتفاضل میانگین از۲/۱و۴/۱انحراف ازمعیارسنجیده می شود.ودراین پژوهش از۲/۱انحراف معیاراستفاده شده است.نتایج محاسبات درجدول۱آورده شده است که دراین جداول ازآمارایستگاه سینوپتیک خوی درسالهای۱۹۷۶تا۲۰۰۵استفاده گردیده است.

جدول شماره۱:محاسبات آماری عوامل جوی ایستگاه خوی ۲۰۰۵-۱۹۷۶

*دراین جدولXمیانگین وSانحراف معیار می باشد.

ج-مرحله ارزش بندی: دراین مرحله براساس محاسبات آماری داده ها درسه طیف ارزشی مثبت، خنثی ومنفی ارزش گذاری انجام می گیردکه ملاک این تقسیم بندی محاسبات جدول۱ می باشد. این جدول براساس حاصل تفاضل وجمع میانگین ونصف انحراف معیارداده ها تنظیم گردیده است ودرخصوص عواملی که نقش مثبت درکاهش خشکسالی دارند، موارد بیشترازجمع میانگین ونصف انحراف معیاردرطیف مثبت ومواردکمتراز تفاضل میانگین ونصف انحراف معیاردرطیف منفی قرار می گیرد.

جدول شماره۲:ارزش گذاری عوامل جوی

د-مرحله رتبه بندی:

دراین مرحله سالهای آماری براساس تعداد موارد مثبت، خنثی ومنفی رتبه بندی شده ومیزان شدت خشکسالی وترسالی درسالهای مختلف آماری مشخص می گردد.که دراین تحقیق سال۱۹۹۳کمترین میزان خشکسالی وسال۲۰۰۱بیشترین میزان خشکسالی رادارد.

جدول شماره ۳: تعیین خشکسالیها و ترسالیهای ایستگاه سینوپتیک خوی

نتیجه گیری

مدل مورد استفاده دارای جنبه های قابل توجهی از نظرقابلیت مانوردرمحدوده تعداد عوامل ونوع عوامل ونحوه تاثیرات متقابل این عوامل بایکدیگر می باشد.که جنبه ممتازی به آن برای استفاده درمباحث اقلیمی همچون طبقه بندی اقلیمی، تعیین دوره های خشکسالی و……می دهد.دراین تحقیق باتوجه به جداول پارامترهای جوی که براساس ترتیب سالهای آماری مرتب شده است می توان مشاهده کرد که نقش عوامل جوی درترکیب بایکدیگرنمایی ازطبقه بندی را بدست داده وبرعکس روشهای دیگر تنها به یک عامل خصوصا بارش تکیه نکرده است.وملاک جالبی جهت بررسی خشکسالی ازدیدجامع ترمی باشد.وهمانطورکه دیده می شودتنها میزان بارش نشان دهنده خشکسالی نبوده وعوامل دیگر نیزدرمیزان خشکی تاثیرگذار بوده ونقش خود را نشان داده اند.چنان که درمناطق کوهستانی وسرد مانند خوی، عواملی چون میزان رطوبت نسبی، تعداد روزهای بارانی وحداقل دما می تواند درکاهش تنش خشکی خصوصا درگیاهان تاحدودی بامیزان بارش هم ارزش باشد.وهمچنین عوامل مثبت معرفی شده دربخش ا لف می تواند ملاک بهتری ازکاهش شدت خشکسالی را باتوجه به مجموع ده عامل نشان دهد. ودرکل این مدل میزان شدت خشکسالی را بهتر نشان می دهد. زیرایکی ازمشکلات موجود دربرنامه ریزی ها وتعیین شاخص های خشکسالی امروزه تنها توجه به عامل بارش می باشد که سبب گردیده درسالهایی علارغم بارش نرمال، بدلیل کاهش تعداد روزهای بارانی وتمرکز بارش درمحدوده کوتاهی از زمان ، افزایش دما وکاهش رطوبت نسبی و سایرعوامل، خشکسالی از نظر تنها شاخص موجود یعنی بارش پنهان مانده و باعث بروز مسائل خاص زیستی، اقتصادی، اجتماعی و……..گردد.

دراین تحقیق به ترتیب در سالهای ۲۰۰۱و  1998و  1999با خشکسالی های شدید و درسالهای۱۹۹۵و ۱۹۸۹با خشکسالی های متوسط همراه بودیم ونکته قابل توجه تداوم خشکسالی ازسالهای۲۰۰۱-۱۹۹۶درمنطقه می باشد که ازسال ۹۶شروع ودرسال ۲۰۰۱به حداکثر شدت خود می رسد. وهمچنین درسالهای۱۹۹۳و ۱۹۷۷ با ترسالی شدید همراه بودیم وسال۱۹۸۲با اینکه حداکثربارش را در طول دوره آماری دارا می باشد ولی به علت افزایش دما وکاهش رطوبت نسبی دارای ترسالی متوسط بوده ودرطبقه سوم قراردارد.پس ازاین تحقیق می توان نتیجه گرفت که تنها عامل بارش نیست که باعث وقوع خشکسالی در یک منطقه می شود بلکه عوامل دیگری مثل دما ، رطوبت وتعداد روزهای بارانی نیزدراین میان نقش دارند.

منابع

۱- اداره کل هواشناسی استان آذربایجان غربی؛آمارایستگاه خوی۲۰۰۵-۱۹۷۶

۲- براتیان ،علی،(۱۳۸۴) تبیین مدل اسکالوگرام درتعیین تغییرات خشکسالی(مطالعه موردی شهرکرد)، سازمان هواشناسی چهارمحال بختیاری.

۳- بهبودیان،ج، (۱۳۸۲) ،آمارواحتمال مقدماتی،چاپ هجدهم،آستان قدس رضوی

۴- رضائی ،ع،(۱۳۸۱)، مفاهیم آمارواحتمالات،چاپ سوم، نشرمشهد

۵- رفیعی،طیب (۱۳۸۶) ،بررسی الگوی زمانی مکانی خشکسالی های هواشنلسی دراستان سیستان وبلوچستان ،مجله علمی کشاورزی،جلد۳،شماره۱۰٫

۶- رمضانی؛بهمن (۱۳۸۲) ،بررسی پدیده خشکسالی بااستفاده ازشاخص درصد نرمال درنواحی مرکزی گیلان،مجله بیابان،جلد۱۰،شماره۲

۷- فرج زاده؛منوچهر(۱۳۷۵)خشکسالی وروشهای مطالعه آن-جنگل ومرتع-شماره۳۲

۸- قویدل رحیمی،یوسف (۱۳۸۶) ،آزمون مدل های ارزیابی خشکسالی وترسالی برای ایستگاههای آذربایجان شرقی ،مجله منابع طبیعی ایران،جلد۵۸،شماره۳٫

۹- علیزاده،امین،(۱۳۸۶)،اصول هیدرولوژی کاربردی،چاپ بیست ودوم،آستان قدس رضوی

۱۰- علیجانی،ب، کاویانی،م،(۱۳۸۴)، مبانی آب وهواشناسی ،انتشارات سمت

۱۱- غیور؛حسنعلی(۱۳۷۸)؛بررسی مکانی شاخص های یکنواختی توزیع زمانی بارش درایران،فصلانه تحقیقات جغرافیایی،شماره ۵۴و۵۵

۱۲-David.kemp1994.Global Environmental Issues,Routledge.

۱۳-Mc kee,T.B, N,J.Doesken and J. Kleist 1995.Drought monitoring,9 conference on Applied climatology,Dallas<Texas.

۱۴-Palmer,W.c1965 .Meteorological Drought , Reserch paper45 ,Washington Dc,Us,Weather Burea.