تحلیل زمانی-مکانی تغییرات برخی مولفه های هیدرواقلیمی در ایران

در دهه های اخیر، رویداد خشکسالی  در بسیاری از کشورها رشد حداکثری داشته است. امروزه اولین نشانه های خشکسالی شدید و طولانی مدت در کاهش میزان بارندگی مشاهده می شود. به طبع آن در طول یک دوره خشک، تبخیر و تعرق پتانسیل می تواند افزایش یابد، در ادامه میزان ذخیره رطوبت خاک تحت تاثیر این شرایط شروع به کاهش می کند و در نتیجه تغذیه آب زیرزمینی کاهش می یابد. منطقه مورد مطالعه پژوهش حاضر،  کشور ایران است. به منظور بررسی تغییرات مولفه های هیدرواقلیمی در کشور با استفاده از داده های ماهواره ای GLDAS ابتدا داده های بارش، تبخیر و تعرق، آب سطحی و آب زیرزمینی با مقیاس مکانی ۲۵ کیلومتر در دوره آماری ۲۰  سال از پایگاه Google Earth Engine دریافت شد. در ادامه برای پردازش سیگنال مولفه های بارش، رواناب و آب زیرزمینی شاخص های خشکسالی هواشناسی، هیدرولوژی و آب زیرزمینی ۱۲ ماهه در هر اقلیم کشور محاسبه شد. همچنین در بین موجک ها، تبدیل موجک گسسته برای تحلیل روند و شناسایی الگوهای نوسانی در داده های هیدرولوژیکی و اقلیمی مورد استفاده قرار گرفت. نتایج تحلیل روند حاصل از آزمون من-کندال نشان داد برای مولفه بارش این مولفه تقریبا در تمام مناطق کشور روند کاهشی و غیرمعنی دار بوده است. سایر مولفه ها نیز به طبع کاهش بارش تغییرات کاهشی و معنی دار در غالب مناطق کشور داشته اند. نتایج حاصل از بررسی روند خشکسالی ها با تحلیل موجک در اقلیم های مختلف کشور نشان داد روند فرکانس Approximation که نشان دهنده تغییرات کلی است، در تمام کشور روندی مشابه دارد. نتایج در روند فرکانس Detail نیز نشان داد در شاخص SPI و SSI نوسانات در اقلیم های مرطوب به مراتب بیشتر از اقلیم های با خصوصیات خشک بوده است که از مهمترین دلایل آن می توان به تنوع بارندگی، منابع آبی بیشتر و پیچیدگی ساختار هیدرولوژی اشاره نمود. همچنین تغییرات در سطح آب زیرزمینی در مقایسه با سایر شاخص ها بسیار کمتر بوده است و این شاخص جزئیات بسیار کمتری در فرکانس های بالا و پایین روند آن مشاهده شد که دلیل آن را می توان تاخیر زیاد واکنش آب زیرزمینی به بارندگی یا خشکسالی هواشناسی دانست. از طرفی فرکانس خشکسالی هیدرولوژی دارای نوسانات بسیار زیاد جزئیات حتی در سطوح بالا داشت که این موضوع ناشی از وابستگی شدید منابع آب سطحی کشور به بارندگی است.

کلیدواژه ها:

Hydroclimate ، Drought ، Mann-Kendall ، Discrete Wavelet Transform (DWT) ، Signal Processing ، هیدرواقلیم ، خشکسالی ، من-کندال ، تبدیل موجک گسسته ، پردازش سیگنال