منو
 کاربر Online
661 کاربر online

تحلیل های آماری مربوط به خشکسالی

تازه کردن چاپ
علوم طبیعت > فیزیک > فیزیک محیط زیست > هواشناسی
(cached)




روشهای مطالعه خشکسالی


همانطور که قبلا” ذکر شد با توجه به زمینه فعالیتهای محققان رشته های مختلف، تعاریف ویژه ای از خشکسالی ارائه شده که درنهایت موجب طبقه بندی و تفکیک این پدیده شده است. این امر سبب گردیده است که روشهای مطالعاتی خاصی با توجه به شاخص های موردتوجه همچون بارندگی، رطوبت خاک، جریانهای سطحی، مخازن زیرزمینی، خسارتهای اقتصادی و… ابداع و ارائه گردد. درمطالب ذیل بطوراجمالی روشهای مطالعه خشکسالی و شاخص های هریک از آنها به تفکیک مورد بررسی قرارمی گیرد.

1-روش مطالعه بیلان آبی


با توجه به اینکه یکی ازمهمترین زمینه های تاثیر گذار خشکسالی، میزان رطوبت خاک می باشد، این مسئله بخشی ازمطالعات مربوط به خشکسالی را بخود اختصاص داده است. نظر به تاثیر این عامل دررشد گیاهان و هرگونه فعل و انفعال بیولوژیکی، این مسئله تحت عنوان خشکسالی کشاورزی قلمداد می گردد که درمطالعه آن عمدتا” تغییرات رطوبت خاک درطی دوره های خاصی که گیاه نیازمند آن رطوبت می باشد، مد نظر قرار می گیرد. عمده شاخص هایی که برای بیان این حالت خشکسالی بکارگرفته می شوند ، سعی دارند بیلان آبی خاک را شناسائی و تبیین نمایند. بطورکلی برای محاسبه بیلان آبی، روشهای مختلفی وجود دارد که بیشتر آنها ازمحاسبه تبخیر وتعرق بالقوهاستفاده می کنند. درمطالب ذیل دو نوع شاخص مهم که دراین زمینه مورد استفاده محققان است، بطور اجمال ذکر می شود.

1-1-شاخص ترنتوایت


مدل بیلان آبی ترنتوایت، اختلاف بین بارش و تبخیر را درنظر گرفته و بیلانی ازکمبود یا مازاد آب را ارائه می کند .اولین لازمه مطالعه این مدل، ظرفیت نگهداری آب خاک در رابطه بانوع خاک و کاربری اراضی می باشد. مازاد آب می تواند به راحتی تحت عنوان رواناب محاسبه شود. محاسبه کمبود رطوبت بسیار مشکل است چرا که تبخیر و تعرق واقعی با حجم آب خاک تغییر پیدا می کند، درمدل ترنتوایت، میزان تبخیر و تعرق ازبارندگی با توجه به میزان آب قابل دسترس باقی مانده درخاک، محاسبه می گردد. هنگامی که بارش کمتر از تبخیر و تعرق بالقوه باشد، تبخیر و تعرق واقعی با بارش به اضافه هر مقدار رطوبت خاک که تبخیر یا تعرق پیدا کند، برابرمی شود .

در شاخص ترنتوایت ، تبخیر و تعرق بالقوه با استفاده از میانگین دما محاسبه می شود. این مدل می تواند برای ارزیابی شرایط انعطاف پذیری آبیاری، مورد استفاده قرار گیرد و اطلاعاتی در رابطه با حجم آب مورد نیاز در هر زمان ارائه کند و شاخص مشخصی از خشکسالی را ارائه دهد . ارزشهای محاسبه شده وقتی با مازاد آب درفصلهای دیگر مقایسه شود، نشان میدهد که آیا رطوبت کافی که درطی فصل موجود بوده، اجازه آبیاری را میدهد یا نه ؟ درهمان زمان، تعیین تغییرات ذخیره رطوبت خاک روزانه، اطلاعات با ارزشی از رطوبت خاک را در زمانهای مختلف برای استفاده درجدول زمانی و مقدار آبیاری برای اجتناب از رخداد هر نوع خشکسالی که میزان محصولات کشاورزی را محدود خواهد کرد، ارائه میدهد.

2-1- شاخص پالمر


این شاخص یکی از مهمترین روشهای مطالعه خشکسالی از طریق محاسبه بیلان آبی است که بطور گسترده درآمریکا و سایر کشورها مورد استفاده قرار گرفته است. شاخص مذکور نیازمند تحلیلهای آب و هوایی درازمدت به منظور محاسبه پنج ثبات یا ضریبی می باشد که ویژگیهای رطوبتی ویژه ای از آب و هوای منطقه را تعریف می کند. دراولین مرحله، محاسبه این شاخص نیازمند مطالعه بیلان آبی ماه به ماه برای درازمدت (مثلا” 30 سال یا بیشتر ) می باشد، پالمر مدل دولایه ای خاک را بکار گرفته واز طریق شاخص ترنتوایت تبخیر و تعرق را محاسبه می نماید، با این وجود، شاخص مذکور روش خاصی را برای محاسبه تبخیر و تعرق بالقوه نیاز ندارد. نتایج تحلیلهای دراز مدت، مجموعه ای از ارزشهای شاخص خشکسالی را به دست میدهد که از –6 تا 6+ درتغییر است، ارزش صفر دراین شاخص بیانگر شرایط طبیعی منطقه بوده که درطی زمان، ارزش مزبور می تواند دارای ناهنجاریهای مثبت (حالت سیلابی یا پر بارانی ) و ناهنجاریهایمنفی(خشکسالیها ) باشد.

2-روشهای تحلیل جریان


این گونه تحلیلها که بطور کلی بر روی جریانهای سطحی، مخازن آب، دریاچه ها و سفره های آب زیرزمینی صورت می گیرد، تحت عنوان خشکسالی هیدرولوژیک قلمداد شده و مورد مطالعه قرار می گیرد . به همین جهت داده های مربوط به کمیت جریان رودخانه ها دراین مطالعات از اهمیت اساسی برخوردار است. داده های مورد نیاز، سطح و جریان رودخانه و تداوم دوره های بدون جریان را شامل می شود.

درکل مطالعات خشکسالی هیدرولوژیک بر روی رواناب سالیانه، حداکثر جریان سالانه یا دوره جریان حداقل متمرکز می شود . مهمترین تحلیلها دراین رابطه، تحلیل طول دوره ای است که جریان، زیر یک آستانه مشخص باقی مانده و حجم کسری رواناب زیرآستانه را ایجاد کرده است، درشرایطی که آب یک رودخانه برای آبیاری یا تهیه آب بدون استفاده از هرگونه مخزن ذخیره، کافی نباشد، تحلیلهای جریان حداقل، مهمترین عامل بشمار می آید.

قبل از هرگونه تحلیل سریهای مربوط به مقادیر هیدرولوژیک مانند حدکثر جریان سالانه یا میانگین جریان سالانه، بررسی کیفیت داده ها و استفاده ازهمه اطلاعات قابل دسترس، ضرورت دارد. درصورتی که بنا به عللی سریها دارای نقص باشند.باید به استفاده از روشهای مربوطه، داده های گم شده را بازسازی نمود.

3-روش تحلیل داده های بارندگی


این روش جزء‌ عمومی روشهای تحلیل خشکسالی بشمار می رود. علت این امر دسترسی راحت تر و آسانتر به انواع داده های بارندگی دربخشهای مختلف کره خاکی است . ازطرفی مقادیر بارندگی جزء‌ بی ثبات ترین متغیرهای آب و هوایی مخصوصا” درمناطق خشک محسوب می شود و ازاین جهت می تواند شاخص خوبی برای مطالعه خشکسالی باشد. ازطرف دیگر بارشهای جوی در واقع مهمترین متعیری است که تغییرات آن بطور متسقیم در رطوبت خاک و جریانهای سطحی ، مخازن زیرزمینی و … منعکس شده و بنابراین اولین برداری است که می تواند در مطالعه هر حالتی ازخشکسالی مورد توجه قرار گیرد. شاخصهای مختلفی برای مطالعه خشکسالی ازاین دیدگاه، ابداع و ارائه شده است. ساده ترین این شاخصها، میانگین بارندگی درازمدت به عنوان یک عدد آستانه است که مقادیر بارندگی در زمانهای مورد مطالعه نسبت به آن سنجیده و ارزیابی می شود. ازدیدگاهی دیگر محاسبه درصد بارش نسبت به میانگین درازمدت بارندگی می تواند شاخص دیگری باشد که ارقام آستانه آن می تواند ارزشهای مختلفی به خود گیرد که براساس آن شدتهای مختلف خشکسالی و فراوانی آنها محاسبه شود. استفاده از انحراف معیار، شدت خشکسالی طبقه بندی شده و محاسبات لازم بر روی آنها صورت می گیرد.

دراین میان استفاده از شاخص توزیع استاندارد یکی از شاخصهای اساسی در مطالعه تغییرات حول مرکز بشمار می آید که محاسبه آن نیازمند داشتن میانگین و انحراف معیار درازمدت مقادیر بارندگی برای دوره های مورد مطالعه است. شاخص دهکها و صدکها نیز شاخصی است که عمدتا” مورد استفاده محققان استرالیایی قرار گرفته است . دهکها و صدکهای یک نمونه، مقداری است که وقتی داده ها ازکوچکترین تا بزرگترین مقدار مرتب شدند حداقل مقدار مشخصی مثلا” 10 درصد مشاهدات منطبق براین مقدار یا درسمت چپ (زیر) آن و حداقل 90 درصد از مشاهدات منطبق بر این مقدار یا درسمت راست (بالای) آن باشند. دراین شاخص، محدوده های هر دهک از توزیع منحنی فراوانی تجمعی یا هر نظام معینی از داده ها محاسبه می شود. از اینرو اولین دهک مقدار بارندگی است که ازکمترین 10 درصد کل تجاوز نمی کند، دومین دهک مقداری است که از 20 درصد کل تجاوز نکرده و به همین ترتیب ادامه پیدا می کند. دهک پنجم یا میانه مقداری است که از 50 درصد رخدادها تجاوز نمی کند. محدوده دهکها محدوده ارزشهای بین دهکها هستند، از اینرو هر محدوده دهک بین هفت و هشت می باشد.

4-روشهای تحلیل سینوپتیکی


مطالعه درمورد آب و هواشناسی دینامیکی رخداد خشکسالی توجه زیادی را به خود جلب نکرده است . دراین زمینه تا نهیل توزیع بارندگی بر روی ایالات متحده آمریکا را به وسیله مرجع قرار دادن سیستمهای پرفشار اقیانوس اطلس مطالعه نموده است. به نظر وی این عامل بطور وسیعی مقدار باران آمریکا را تحت کنترل خود دارد ( تانهیل درسابرامانیام، 1967 ) بوند (1960 ) نیز تحلیلهای خشکسالی را درآمریکای شمالی، با مرجع قراردادن ویژگیهای گردش عمومی ناحیه عنوان نموده است. وی دریافت که گردشهای آنتی سیکلونی در مناطق معتدل نیمکره شمالی و جنوبی بطور مستقیم درجریان هوا و وقوع خشکسالی اثر می گذارد ( بوند در سابرامانیام ، 1987) براوروکاوس ( 1991 ) به بررسی شرایط سینوپتیکی و فیزیکی خشکسالی دریک منطقه مفروض پرداخته اند. نتایج بررسیهای آنها نیز نشان میدهد که رخداد این پدیده در رابطه مستقیم با گردش عمومی جو و نحوه استقرار مراکز فشار می باشد.

5-روش استفاده از اطلاعات ژئومورفولوژیک و تاریخی


اطلاعات تاریخی که ازخاطرات، رسوم خانوادگی ساکنین و از نشانه های ژئومورفولوژیک ازقبیل واروهای گلی (مربوط به سیستم فرسایش یخچالی و سایر پدیده های ژئومورفولوژیک محیطهای قدیمی به دست می آید، رخدادهای پدیده های طبیعی گذشته ازجمله خشکسالی را بیان می نماید. معمولا” خاطراتی همچون کاهش شدید میزان محصولات یا میزان بارندگی در سالهای گذشته به دلیل اثری که درجوامع می گذارد، درذهنها باقی می ماند ولی متاسفانه این گونه اطلاعات بیشتر ایام حالت مکتوب به خود نمی گیرد.

سفرنامه های سیاحان و مکتشفان اولیه و مهاجرین مستعمرات نیز می تواند اطلاعات ذیقیمتی را دربرداشته باشد. همچنین، بررسیهای باستان شناسی می توانند روش دیگری برای مطالعه خشکسالیهای گذشته باشند . بعد از جمع آوری مدارک و اسناد چگونگی ربط آنها به مسائل خشکسالی از اهمیت خاصلی برخوردار است . معمولا” یافتن تابعهای تبدیل برای گفته ها، خسارتهای کشاورزی و اجتماعی و ارتباط آنها به بارش سالیانه و جریانها درطی دوره های بارانی مساله پیچیده ای محسوب می گردد.

6-ملاحظات خشکسالی در رابطه با ایران


ایران کشور پهناوری است که بعلت موقعیت خاص و ویژگیهای توپوگرافیک، از آبی و هوای متفاوتی برخورداست . میزان بارندگی متوسط سالانه آنرا حدود 224 تا 275 میلیمتر ذکر نموده اند، که بدین ترتیب حدوی یک سوم متوسط بارندگیهای خشکیها (800 میلیمتر ) و کمتر از یک سوم بارندگی متوسط کره زمین (1133 میلیمتر ) می باشد .

به همین دلیل ، قسمت اعظم ایران در قلمرو آب و هواهای خشک جهان قرار می گیرد. علاوه برقلت بارندگی، نوسانات شدید بارندگی درمقیاسهای روزانه، فصلی و سالانه ازجمله خصوصیاتی است که موجب عدم اطمینان کافی نسبت به دریافت حداقل بارش مورد نیاز جهت مصارف کشاورزی، تغذیه جریانهای سطحی و سفره آبهای زیرزمینی و مصارف انسانی می شود. با توجه به وجود نوسانات منفی شدید دربارشهای مناطق مختلف کشور، وقوع خشکسالی های ضعیف تا شدید درکشور امری اجتناب ناپذیر محسوب می شود،وقوع این خشکسالیها، اثر بسیار زیانباری را بر بخشهای کشاورزی و اقتصادی کشور تحمیل می کند.

تحقیقات انجام گرفته نشان میدهد که درصد فراوانی وقوع خشکسالی و شدت آن در کشور بسیار بالا بوده که بیشترین فراوانی با 50 درصد متعلق به منطقه بندرعباس می باشد و پس ازآن به ترتیب، زابل 7/46%، زاهدان 43%، یزد 42% ، ایرانشهر 40%، کرمان 27%، دارای خشکسالی می باشند که همگی جزو مناطق خشک ایران محسوب می شوند.بطورکلی پراکندگی جغرافیائی مجموع درصد خشکسالی محاسبه شده درنواحی جنوبی کشور از گستردگی زیادتری برخوردار است و هرچه ازبخشهای جنوبی و مرکزی کشور فاصله گرفته می شود از شدت و فراوانی خشکسالیها نیز کاسته می شود.

دلیل این امر، تاثیر سیستمهای پرفشار جنب حاره ای است که مقادیر بارندگی بخشهای جنوبی کشور را نسبت به بخشهای شمالی و غربی بطور محسوس کاهش داده و مانع ازتاثیر سیستمهای شمالی و غربی به این مناطق می شود.

بطورکلی باید گفت که وقوع خشکسالی از ویژگیهایی اصلی آب و هوای ایران محسوب می شود که هم درقلمرو آب و هوای مرطوب به هم خشک قابل مشاهده است. این حالت در نتیجه وجود نوسانات آب وهوائی شدید در مقیاسهای مختلف زمانی حاصل می شود. ویژگیهای خشکسالی ایران نشان میدهد که بطورکلی هیچ منطقه ای ازکشور، ازاین پدیده درامان نبوده و به نسبت موقعیت طبیعی خود اثرهای این پدیده مخرب را تجربه می نماید و بخشهای جنوبی، شرقی و مرکزی کشور به علت نوسانات بیشتر درمقادیر بارندگی، از آسیب پذیری زیادتری برخوردار هستند.


تعداد بازدید ها: 33040


ارسال توضیح جدید
الزامی
big grin confused جالب cry eek evil فریاد اخم خبر lol عصبانی mr green خنثی سوال razz redface rolleyes غمگین smile surprised twisted چشمک arrow



از پیوند [http://www.foo.com] یا [http://www.foo.com|شرح] برای پیوندها.
برچسب های HTML در داخل توضیحات مجاز نیستند و تمام نوشته ها ی بین علامت های > و < حذف خواهند شد..