بررسی و تحلیل شاخص های خشکسالی با رویکرد تغییر اقلیم وارزیابی اثرات آن بر کمیت منابع آب های سطحی (مطالعه موردی حوضه آبریز بالخلوچای استان اردبیل)

چکیده: هدف: یکی از پیامد های کاهش نزولات جوی و افزایش دما، به وقوع پیوستن پدیده خشکسالی است. به دلیل کندی و ابهام در روند شکل گیری، تداوم و پایان خشکسالی، همواره این پدیده یکی از چالش برانگیز ترین بلایای طبیعی به شمار می رود. بر این اساس چگونگی پیش بینی و احتمال وقوع خشکسالی می تواند پیش از پدیدار شدن شرایط بحرانی به کاهش آثار مخرب آن بر اقلیم های مختلف منجر گردد. همچنین در سال های اخیر با افزایش آلودگی های ناشی از فعالیت های صنعتی و نابودی بخشی از محیط زیست، ضمن گسترش میزان گاز های در سطح اتمسفر، منجر به برهم خوردن تعادل اقلیمی شده است. به همین منظور تجزیه و تحلیل خشکسالی تحت تاثیر تغییر اقلیم همواره در راستای کاهش آسیب ها بر مناطق مختلف و مدیریت بهینه منابع آب در آینده خواهد بود. روش شناسی پژوهش:جهت ارزیابی وضعیت خشکسالی، استفاده از شاخص های مختلف همواره مورد توجه محققین قرار گرفته است. در این پژوهش برای طبقه بندی خشکسالی از دو شاخص خشکسالی هواشناسی SPI و SPEI و یک شاخص خشکسالی هیدرولوژیکی SDI در دو مقیاس زمانی 3 و 12 ماهه استفاده گردید، همچنین برای تعیین خصوصیات شدت و مدت خشکسالی از تکنیک تئوری ران کمک گرفته شد. سپس برای تحلیل دو متغیره و توام شدت و مدت خشکسالی، با بکارگیری توابع مفصل متنوع و محاسبه پارامتر آن ها، برای حالات مختلف خطوط هم احتمال شدت و مدت به صورت منحنی تیپ ترسیم گردید. در این مطالعه برای پیش بینی وضعیت آتی منطقه از منظر خشکسالی تحت تاثیر تغییر اقلیم از مدل های گردش عمومی جو استفاده شد، ابتدا موثرترین پارامتر های این مدل ها انتخاب و در ادامه با استفاده از مدل شبکه عصبی مصنوعی ریزمقیاس نمایی صورت پذیرفت. بدین ترتیب داده های دما و بارش مورد نیاز جهت محاسبه شاخص های خشکسالی و تحلیل دو متغیره برای دو بازه زمانی آینده نزدیک (2040-2022) و آینده میانه (2060-2041) تحت سناریو های RCP4.5 و RCP8.5 تولید گردیدند. یافته ها: استفاده از سه شاخص خشکسالی در این پژوهش نشان دهنده آن بود که شاخص SPEI نسبت به SPI در تعیین و طبقه بندی خشکسالی های هواشناسی محدوده مورد مطالعه، عملکرد مناسب تری دارد، همچنین در مقیاس زمانی 3 ماهه فراوانی طبقات خشکسالی بیشتر و شدت خشکسالی کمتر از مقیاس 12 ماهه است. خروجی های مرتبط با شاخص SDI نیز بیانگر به وقوع پیوستن چندین دوره خشکسالی هیدرولوژیکی پس از خشکسالی های هواشناسی است. به کمک نتایج مربوط به ریزمقیاس نمایی شبکه عصبی مصنوعی ضمن ارائه نواسانات بارش و دما برای آینده، تحت دو سناریو RCP4.5 و RCP8.5 مشخص شد که 12 الی 16 درصد از کل ماه های دوره آماری در آینده در وضعیت خشکسالی قرار خواهد گرفت. نهایتا منحنی های تیپ برای احتمال وقوع توام خشکسالی با شدت و مدت معین ارائه گردیدند. نتیجه گیری: کارایی شاخص های خشکسالی و مدل های اقلیمی اساسا به شرایط آب و هوایی هر منطقه می تواند وابسته باشد، الزاما نتایج حاصل از یک شاخص خشکسالی و یا مدل اقلیمی در محدوده جغرافیایی معین قابل تعمیم به مناطق دیگر نیست. جهت رسیدن به مناسب ترین راهکار برای مقابله با پیامد های خشکسالی های ناشی از تغییر اقلیم، ضمن استفاده از شاخص ها و مدل های متنوع، بهره گیری از به روز ترین گزارشات و سناریو های اقلیمی توصیه می گردد. واژه های کلیدی: خشکسالی، تغییر اقلیم، توابع مفصل، SPI، SPEI، SDI

کلیدواژه ها:

خشکسالی ، تغییر اقلیم ، توابع مفصل ، SPI ، SPEI ، SDI