محیط زیست و توسعه فرابخشی
مجله علمی

واکاوی روند تغییرپذیری زمانی و مکانی دهه‌های خشکسالی در ایران

نوع مقاله : مقاله علمی - پژوهشی

نویسندگان

سید کرامت هاشمی عنا 1
سید قاسم قربانزاده زعفرانی 2

1 گروه جغرافیا، دانشکده ادبیات و علوم انسانی، دانشگاه یاسوج، یاسوج، ایران

2 گروه پژوهشی تنوع زیستی و ایمنی زیستی، پژوهشکده محیط‌زیست و توسعه پایدار، سازمان حفاظت محیط زیست، تهران، ایران

https://doi.org/10.22034/envj.2024.469645.1398
چکیده
مقدمه: موقعیت جغرافیایی و سرزمینی ایران و دور بودن از منابع رطوبتی، این کشور را به کمربندی خشک و نیمه خشک تبدیل نموده است. وقوع خشکی و خشکسالی پدیده‌ی ذاتی سرزمین ایران بوده است. خشکسالی وضعیتی گذرا و برگشت­‌پذیر از اقلیم است که بسیاری به ‌اشتباه آن را واقعه‌ای تصادفی و نادر می‌پندارند. این پدیده در تمامی مناطق اقلیمی می‌تواند رخ دهد به همین دلیل مشخصات آن در مناطق مختلف متفاوت است. در همین راستا هدف از این مطالعه بررسی پایش خشکسالی‌های ایران و رفتار حاکم بر آن‌ها در دهه‌های مختلف است.
مواد و روش‌ها: این پژوهش با استفاده از روش‌های آماری و کمی انجام شد. برای انجام این پژوهش داده‌های بارش 411 ایستگاه سینوپتیک، 3303 باران‌‌سنجی و 546 ایستگاه کلیماتولوژی، طی باز بلن دمدت 51 ساله1970 تا 2020 استخراج ‌شده است. با استفاده از روش‌های معتبر ارزیابی، بهترین روش میان ‌یابی، کریجینگ تشخیص داده شد. همچنین شبکه یا ماتریسی برای هر نقشه بارش روزانه 4260×18628 انتخاب شد. بدین ترتیب تعداد 18628 نقشه روزانه با 30459 یاخته شکل گرفت. ارزش یاخته‌ها برای نقشه‌های مذکور در مقیاس سالانه به ‌صورت یک ماتریس 51× 30459 تشکیل شد. این ماتریس مبنای محاسبات بعدی قرار گرفت. بعد از تشکیل پایگاه داده‌ای برای محاسبه شاخص خشکسالی از معادلات آماری وابسته با الگوریتم شاخص SPEI استفاده ‌شده است. نهایتاً برای 5 دوره مختلف نقشه‌های مربوط با استفاده از نرم افزار GIS به پهنه‌ها­ی­ تر و خشک تبدیل و تحلیل گردید. برای بررسی نوسان دوره‌ها از آزمون تحلیل روند من- کندال استفاده شد.
نتایج: نتایج حاصل از وضعیت خشکسالی طی پنج دهه‌­ی مختلف بیانگر این است که به ‌جز در دهه سوم (1991 تا 2000) در سایر دهه‌های دیگر خشکسالی در اکثر مناطق ایران حاکم بوده است. از طرف دیگر به سمت دهه‌های اخیر منتهی به 2020 شدت خشکسالی‌ها به ‌ویژه در بخش‌های زاگرس میانی که همواره بعد از ناحیه خزری جز مناطق پربارش ایران بوده است به ‌شدت زیاد شده است. دوره‌های پنجم و چهارم به ترتیب خشک‌ترین دوره‌ها در بین‌ دوره‌های مورد بررسی بوده‌اند. به‌ عبارت‌ دیگر در دهه‌های اخیر خشکسالی‌ها در وسعت و نیز شدت بیشتری ظاهر شده‌اند. بررسی‌ها نشان داد که تمامی سطح کشور روند افزایشی خشکسالی را تجربه کرده است. این روند افزایشی در برخی نواحی مانند خوزستان شدیدتر بوده است. طولانی‌ترین نوسانات (9 ساله) در بخشی از استان‌های سیستان و بلوچستان و زنجان به وقوع می‌پیوندد و غالب‌ترین نوسانات حاکم بر خشکسالی‌های ایران از نوع کوتاه ‌مدت 2 تا 4 ساله بوده است. این وضعیت می‌تواند برای ایران که قطب تولیدی کشاورزی ایران همواره در امتداد کوه‌های زاگرس است بسیار نگران‌کننده است.
بحث: خشکسالی و درجه رخداد آن مربوط به پهنه خاصی از کشور نیست و به تناوب تمامی بخش‌های کشور در معرض رخداد این پدیده تصادفی قرار خواهد گرفت. بنابراین در تمامی سطح کشور خشکسالی‌ها روند افزایشی داشته‌اند. کمترین روند افزایشی در قسمت‌هایی از مرکز و نواحی بیابانی، بخشی از سواحل جنوبی، بخشی از غرب، شمال غرب و نیز پهنه‌های کوچکی در شمال شرق دیده می‌شود. بالاترین روند افزایشی خشکسالی‌ها نیز در جنوب غرب کشور در استان خوزستان به چشم می‌خورد. در جنوب غرب، غرب، شمال شرق، بخشی از مرکز و قسمتی از استان‌های کرمان و سیستان و بلوچستان نیز روند افزایشی 8/0 – 6/0 داشته‌اند. 67/43 درصد از سطح کشور نیز روند 4/0 – 2/0 را تجربه می‌کند نتایج نهایی این مطالعه نشان‌دهنده‌ی وجود روند افزایشی خشکسالی‌ها در 60 درصد از مساحت کشور است.

کلیدواژه‌ها

شدت خشکسالی
پایش
خشکی
بارش
ایران

موضوعات

  1. Abramowitz, M. and Stegun., I.A., 1965.Handbook of Mathematical Functions. Dover Publications, New York.
  2. Akinremi, O.O., McGinn, S.M., and Barr, A.G., 1996. Evaluation of the Palmer drought index on the Canadian prairies. Journal of Climate, 9(5), 897-905.
  3. Ali, M., Gul, A., Hasan, H., Gul, S., Fareed, A., Nadeem, M., Jamil, M. 2020. Cellular mechanisms of drought tolerance in wheat. Climate change and food security with emphasis on wheat, 155-167.
  4. Alijani, B., and Babaei, S., 2007. Spatial analysis of short-term droughts in Iran, geography and regional planning. 4(5), pp.25-48.
  5. Alizade, Z. 2005. Selenium in lemon balm plants: Productivity, phytotoxicity and drought alleviation. Journal of Plant Nutrition, 40(11), 1557-1568.
  6. Allen, K.J., Ogden, J., Buckley, B.M., Cook, E.R. and Baker, P.J., 2011. The potential to reconstruct broadscale climate indices associated with southeast Australian droughts from Athrotaxis species, Tasmania. Climate Dynamics 37: 1799-1821.
  7. Asakere, H. and Razmi, R., 2018. Analysis of annual rainfall changes in northwest Iran, Journal of Geography and Environmental Planning, 47, 5-12. [in persian].
  8. Azadi, S., Soltani, S., Faramarzi, M. and Pourmanafi, S., 2017. Recalibration of Palmer drought index in Iran, Iranian water research journal, volume 12, 21-36. [in persian].
  9. Bahmanpour, H., Awhadi, S., Enjili, J., Eslamian, S. and Ostad-Ali-Askari, K., 2017. Optimizing AbsorbentBentonite and Evaluation of Contaminants Removal from Petrochemical Industries Wastewater.International Journal of Constructive Research in Civil Engineering (IJCRCE), 3(2): 34-42.
  10. Carrão, H., Naumann, G. and Barbosa, P., 2016. Mapping global patterns of drought risk: An empirical framework based on sub-national estimates of hazard, exposure and vulnerability. Global Environmental Change, 39, 108-124.
  11. Cortez, F., Monicelli, F., Cavalcante, H. and Becker, V., 2023. Effects of prolonged drought on water quality after drying of a semiarid tropical reservoir, Brazil. Limnologica, 93, 125959.
  12. Daneshmand, H. and Mahmoudi, P., 2015. Spectral analysis of droughts in Iran, Iran Geophysics Journal, 4, 23-34. (In Persian With Englisha Abstract).
  13. Daryabari, S., 2018. Zoning of Iran's droughts in the past fifty years, Daneshnameh (Geography),. 82, 10-22. (In Persian With Englisha Abstract).
  14. Dimitrova, A. 2021. Seasonal droughts and the risk of childhood undernutrition in Ethiopia. World Development, 141(3), pp. 105417.
  15. Dostan, R., 2018. an analysis of drought research in Iran, spatial analysis of environmental hazards, 6th year, number, 4, 12-18. (In Persian With Englisha Abstract).
  16. 2022. Food and Agriculture Organization of the United Nations: The State of Food Insecurity in the World report3.
  17. Fathizadeh, H., Gholaminia, A., Mobin, M.H. and Sodaizadeh, H., 2016. Investigating the relationship between meteorological drought and solar variables in some observational stations of Iran, Natural Environment Hazards, 12, 15-25. (In Persian With Englisha Abstract).
  18. Folger, P. F., & Cody, B. A. 2017. Drought in the United States: Causes and current understanding. Congressional Research.
  19. Ghorbani, K., Valizadeh, E., and Bararkhanpour, S., 2018, investigation of spatio-temporal change trend of bivariate SPEI meteorological drought index in Iran, Desert Management Journal, 11, pp. 25-38.
  20. Hao, Z., Hao, F., Singh, V. P., & Zhang, 2018. Changes in the severity of compound drought and hot extremes over global land areas.EnvironmentalResearch Letters, 13(12), p.109 - 124.
  21. Hardy, J., 2012. Climate change causes, effects and solutions, translated by Lili Khazandari, Mansoura Kohi, Shahzad Kandahari and Mehdi Asiai, Papli Publications, second edition. (In Persian With Englisha Abstract).
  22. Hareem, M., Danish, S., Obaid, S.A., Ansari, M.J. and Datta, R., 2024. Mitigation of drought stress in chili plants (Capsicum annuum L.) using mango fruit waste biochar, fulvic acid and cobalt. Scientific Reports, 14(1), 14-‏
  23. Hosking, J.R.M., 1986. The theory of probability weighted moments. Res. Rep. RC 12210 IBM Research Division, Yorktown Heights NY
  24. Hosking, J.R.M., 1990. L-Moments: Analysis and estimation of distributions using linear combinations of order statistics. Journal of Royal Statistical Society B, 52: 105-124.
  25. Jahanbakhsh, S., Ashrafi, S. and Asakere, H., 2021. Investigating the decadal changes of rainfall systems affecting the Yellow River catchment, Geography and Planning,75, 1-12. (In Persian With Englisha Abstract).
  26. Javed, T., Li, Y., Rashid, S., Li, F., Hu, Q., Feng, H. and Pulatov, B., 2021. Performance and relationship of four different agricultural drought indices for drought monitoring in China's mainland using remote sensing data. Science of the total environment, 759, 143530.
  27. Jiang, R., Xie, J., He, H., Luo, J. and Zhu, J., 2015. Use of four drought indices for evaluating drought characteristics under climate change in Shaanxi, China: 1951–2012. Natural Hazards, 75(3), 2885-2903.
  28. , Xu, T., Xiao, J., Liu, S., Mao, K., Song, L., ... & Feng, H. 2024. Responses of water use efficiency to drought in southwest China. Remote Sensing, 12(1), 199.
  29. Karimi Nazar, M.; Moghadamnia, A., and Masaedi, A., 2005, "Investigation of climatic factors affecting the occurrence of drought (case study: Zabul region)", Water and Soil Conservation Research (Agricultural Sciences and Natural Resources), 17(1), p.145-
  30. Kazemzadeh, M., Nouri, Z., Moghadamnia, A. and Malekian, A., 2014. Classification and analysis of intensity and duration of surface water flow droughts (case study: Ilam), Watershed Management Research Journal, 12. 14-25. (In Persian With Englisha Abstract).
  31. Kebede, A., Kang, M.S. and Bekele, E., 2019. Advances in mechanisms of drought tolerance in crops, with emphasis on barley. Advances in Agronomy, 156, 265-314.
  32. Keshavarz, M., Karmi, E., & Zamani, G., 2011. Vulnerability of farmer households to drought: a case study, Journal of Agricultural Education and Extension Sciences of Iran, 6 (2), pp.15-33.
  33. Khan, H.M., Aslam, M.F., Waseem, M., Abbasi, H.K.J., Iftikhar, A. and Haq, F.U., 2024. Evaluating satellite-based precipitation products for spatiotemporal drought analysis. Journal of Arid Environments, 224, 105225.
  34. Lana, X., Martı ´nez, M.D., Serra, C. and Burguen˜o, A., 2005. Periodicities and irregularities of indices describing the daily pluviometric regime of the Fabra Observatory (NE Spain) for the years 1917–1999, Theor. Appl. Climatol. 82: 183–198.
  35. Maffakheri, A., Khalidi, S., Shamsipour, A., Fallahi, M. and Kermani, A., 2015. Drought analysis using NDVI index in Qorveh and Dehgolan Plains, Applied Research in Geographical Sciences, 41, 94 -77. (In Persian With Englisha Abstract).
  36. Mahmoudi, P., Rigi, A. and Kamak, M.M., 2019. A comparative study of precipitation-based drought indices with the aim of selecting the best index for drought monitoring in Iran. Theoretical and Applied Climatology;137(3):3123-38(In Persian With Englisha Abstract).
  37. Miryaghoubzadeh, M., Khosravi, S.A. and Zabihi, M., 2019. A Review of Drought Indices and their Performance. Journal of Water and Sustainable Development, 6(1), 103-112.
  38. Moezenzadeh, R., Arshad, S., Hero, B. and Davari, K., 2018. Dry spraying in non-aqueous tuber culture using remote sensing technology, Water and Irrigation Management Journal, 2, 39-52. [in persian].
  39. Montazeri, M., 2016. Identifying and analyzing the trend of climatic droughts under Zayandeh Rood basin in the last half century, Geographical Research, 22, 12-24. (In Persian With Englisha Abstract).
  40. Mosaedi, A. and Qabaei, S., 2013. Determining drought and drought events based on the multivariable scalogram model and examining the relationship between the most extreme events and the threshold values of precipitation, Iran Hydrological Research, 43,.4- (In Persian With Englisha Abstract).
  41. Nasaji Zavareh, M. and Heydari., H., 2000. The six-step process of reducing the effects of drought, Drought and Drought Quarterly of Agriculture, 3, 12-25. (In Persian With Englisha Abstract).
  42. Nasaji Zavareh, M., Khurshid Dost, A., Rasouli, A. and Selajgeh, A., 2015. Analysis of temperature and precipitation trends using homogeneous time series (case study of the Caspian region), Pasture and Watershed Journal Resources, Natural,21, 752-739. (In Persian With Englisha Abstract).
  43. Oladosu, Y., Rafii, M. Y., Samuel, C., Fatai, A., Magaji, U., Kareem, I., ... & Kolapo, K. 2019. Drought resistance in rice from conventional to molecular breeding: a review. International journal of molecular sciences, 20(14), 35-49.
  44. Panu, U.S. and Sharma, T.C., 2002. Challenges in drought research: some perspectives and future directions. Hydrological Sciences Journal, 47(S1), S19-S30.
  45. Ramezani Gourabi, B., 2014. investigation of the drought phenomenon using the normal percentage of rainfall index in the central areas of Gilan, Biyaban, period 10, number 2.
  46. Raposo, V.D.M.B., Costa, V.A.F. and Rodrigues, A.F., 2023. A review of recent developments on drought characterization, propagation, and influential factors. Science of the Total Environment, 165550.
  47. Reddy, G.S., Prabhu, C.N., Kamepalli, L.B. and Jagadeesh, S., 2021. Effect of Drought on Development of Children: Field Observations from the Drought-Prone District of Deccan Plateau of Southern India. In Economic Effects of Natural Disasters (pp. 359-372). Academic Press.
  48. Salehvand, A., Montazeri, M. and Momeni, M., 2014. Drought zoning with SPI, PNI, DI, CZI indicators of the cities of Khuzestan province in the GIS environment", Zagros Geographical Quarterly, 17, 35-52. (In Persian With Englisha Abstract). (In Persian With Englisha Abstract).
  49. Salimi, H., Asadi, E. and Darbandi, S., 2021. Meteorological and hydrological drought monitoring using several drought indices. Applied Water Science, 11, 1-10. (In Persian With Englisha Abstract).
  50. Salimi, H., Asadi, E. and Darbandi, S., 2021. Meteorological and hydrological drought monitoring using several drought indices. Applied Water Science, 11, 1-10. [in persian].
  51. Salvia, M., Sanchez, N., Piles, M., Ruscica, R., Gonzalez-Zamora, A., Roitberg, E. and Martinez-Fernandez, J., 2021 The added-value of remotely-sensed soil moisture data for agricultural drought detection in Argentina. IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing.
  52. Shah, D. and Mishra, V., 2020. Integrated Drought Index (IDI) for drought monitoring and assessment in India. Water Resources Research, 56(2), e2019WR026284.
  53. Shashikanth, K., Madhusoodhanan C.G., Subimal, T., Eldho, K., Rajendran, Raghu., 2014. Comparing statistically downscaled simulations of indian monsoon at different spatial resolution journal of hydrology 51(2). Pp. 3163–3177.
  54. Singh, V.P. and Guo., F.X.Y., 1993. Parameter estimation for 3-parameter log-logistic distribution (LLD3) by Pome. Stochastic Hydrology and Hydraulics 7, 163-177.
  55. Smakhtin, V.U. and Hughes, D.A., 2004. Review, automated estimation and analyses of drought indices in South Asia.
  56. TajBakhsh, S., Khani, I., Kazemi, A., 2015. Evaluation of meteorological drought in Iran using standardized precipitation and evapotranspiration index (SPEI), Earth and Space Physics, 41(2), 21.
  57. Thornthwaite, C.W., 1948. An approach toward a rational classification of climate. Geographical Review 38, 55-94.
  58. UNEP at the climate COP28. 2024. The COP28 UN Climate Change Conference in Dubai, section 3, pp.42-65.
  59. Verhoeven, E., Wardle, G.M., Roth, G.W. and Greenville, A.C., 2022. Characterising the spatiotemporal dynamics of drought and wet events in Australia. Science of The Total Environment Volume 846.
  60. Vicente-Serrano, S.M., Begueria, S., Gimeno, L., Eklundh, L. and Giuliani, G., 2012. Challenges for drought mitigation in Africa: The potential use of geospatial data and drought information systems. Applied Geography, 34(3). 471-486.
  61. Wang, Q., Zhang, R. and Qi, J., 2022. An improved daily standardized precipitation index 609 dataset for mainland China from 1961 to 2018[J]. Scientific Data, 9(1): 610 124.
  62. Wen, Q., Hu, Y., Song, J., Liu, Y., Cao, Z. and Liang, Z., 2024. Drought Risk in Water Source and Receiving Regions of the Middle Route Project of South-to-North Water Diversion In China from Drought Duration at Different Drought Levels. Available at SSRN 4851168.
  63. West, H., Quinn, N. and Horswell, M., 2019. Remote sensing for drought monitoring & impact assessment: Progress, past challenges and future opportunities. Remote Sensing of Environment, 232, 111291.
  64. Wilhite, D.A. and Glantz, M.H., 1985. Understanding: the drought phenomenon: the role of definitions. Water international, 10(3), 111-120.
  65. Wu, Y., Li, L. and Liu, Z., 2021. Real-time control of the middle route of south-to-north 619 water diversion project[J]. Water, 2021, 13(1): 97.
  66. Zare Abianeh, H., 2013. Investigating the role of climate and drought factors on the yield variability of four rainfed crops in Mashhad and Birjand, water and soil science, 23, 32-41. (In Persian With Englisha Abstract).
  67. Zare Abyaneh, H., 2013. Evaluating roles of drought and climatic factors on variability of four dry farming yields in Mashhad and Birjand. Water and Soil Science, 23(1), 39-56.
محیط زیست و توسعه فرابخشی
دوره 9، شماره 84
تابستان 1403
صفحه 110-127

صفحه اصلی

ارسال مقاله

تماس با ما