ارزیابی و مقایسه تطبیقی شاخص های خشکسالی SMDI ، SPI و RDI در منطقه زرقان، استان فارس (مقاله علمی وزارت علوم)
درجه علمی: نشریه علمی (وزارت علوم)
آرشیو
چکیده
رطوبت خاک از اصلی ترین عواملی است که تحت تاثیر خشکسالی قرار می گیرد. شاخص کمبود رطوبت خاک (SMDI) یکی از مهمترین شاخص هایی است که براساس رطوبت خاک، خشکسالی را پایش می نماید. اما به دلیل عدم اندازه گیری مستقیم رطوبت خاک در ایستگاه های هواشناسی و نبود اطلاعات، به طور محدودی استفاده شده است. در پژوهش حاضر از داده های هواشناسی ایستگاه سینوپتیک زرقان در طول دوره آماری 30 ساله (1992 تا 2022) استفاده و به کمک دو مدل ET0 و AquaCrop مقدار رطوبت خاک در عمق های 5، 15، 45 و 95 سانتیمتر تخمین زده شد. سپس درصد کمبود رطوبت خاک و شاخص SMDI محاسبه گردید. همچنین نتایج این شاخص، با دو شاخص متداول SPI و RDI که مبتنی بر داده های بارش و تبخیرتعرق پتانسیل است، مقایسه و تحلیل گردید. بیشترین مقدار این شاخص پس از یک دوره پر باران سالهای 1994 و 1995 در سال 1996 است و کمترین مقدار نیز پس از سالهای خشک 2008 تا 2010 در سال 2011 رخ داده است. با توجه به اینکه بیشترین و کمترین مقدار بارندگی در 2004 و 2021 است، شاخص های خشکسالی SPI و RDI، شدیدترین ترسالی و خشکسالی را در سالهای مذکور نشان داده اند. در سال 2010، 2011 ، 2016 و2021 خشکسالی های شدیدی رخ داده که هر سه شاخص در این مورد نتایج مشابهی داشته اند. در بررسی روابط بین پارامترهای هواشناسی و شاخص ها، نتایج نشان داد شاخص SMDI کمترین ضریب تبیین را با تبخیرتعرق (25/0)، شاخص RDI (4/0) و پس از آن با شاخصSPI و بارش (45/0) دارد. همچنین نتایج نشان داد همبستگی و ارتباط قوی بین دو شاخص SPI و RDI وجود دارد. درخصوص خشکسالی های حدی و خیلی شدید که میزان بارش کاهش زیادی داشته و تبخیرتعرق نیز افزایش می یابد، شاخص RDI مناسبتر بوده و شدت خشکسالی را با دقت بالاتری نشان می دهد و حساسیت آن نسبت به شرایط آب و هوایی بیشتر از شاخص SPI است. لذا توصیه می گردد در مناطق خشک و نیمه خشک که شدت خشکسالی به آستانه شدید و خیلی شدید نیز می رسد، از شاخص هایی استفاده گردد که علاوه بر بارش، عوامل دیگر را در نظر بگیرد.Adaptive evaluation and comparison of SMDI, SPI and RDI drought indices inZarghan region, Fars province
Soil moisture is one of the most important factors that are affected by drought. Soil Moisture Deficit Index (SMDI) is one of the most important indicators that monitors drought based on soil moisture. But due to lack of direct measurement of soil moisture in weather stations and lack of information, it has been used to a limited extent. In this research, the meteorological data of Zarghan synoptic station was used during the statistical period of 30 years (1992 to 2022) and with the help of ET0 and AquaCrop models, the amount of soil moisture was estimated at the depths of 5, 15, 45 and 95 cm. Then the percentage of soil moisture deficiency and SMDI index were calculated to monitor drought. Also, the results of this index were compared and analyzed with two common indices SPI and RDI which are based on precipitation and evapotranspiration data.The highest value of this index occurred in 1996 after a period of heavy rain in 1994 and 1995, and the lowest value occurred in 2011 after the dry years of 2008 to 2010. Considering that the highest and lowest amount of rainfall is in 2004 and 2021, SPI and RDI drought indices have shown the most severe drought in the mentioned years. Severe droughts occurred in 2010, 2011, 2016 and 2021, and all three indicators had similar results. In examining the relationship between meteorological parameters and indices, the results showed that the SMDI index has the lowest coefficient of explanation with evapotranspiration (0.25), RDI index (0.4) and then SPI and precipitation index (0.45). Also, the results showed that there is a strong correlation between SPI and RDI. Regarding moderate and very severe droughts, where the amount of precipitation is greatly reduced and evapotranspiration increases, the RDI index is more accurate and shows the severity of the drought with higher accuracy, and its sensitivity to weather conditions is higher than the SPI index. Therefore, in arid and semi-arid regions where the severity of drought reaches the severe and very severe threshold, it is recommended to use indicators that take into account other factors in addition to precipitation.
تبلیغات
