تحلیل پویایی خشکسالی با استفاده از شاخص SPEI و مدل زنجیره مارکوف (مطالعه موردی: ایستگاه هواشناسی همدید مشهد)

خشکسالی به عنوان یک پدیده طبیعی و خزنده، یکی از مهم ترین چالش های اقلیمی در مناطق خشک و نیمه خشک، از جمله ایران، محسوب می شود. با توجه به تغییرات اقلیمی و افزایش شدت خشکسالی ها، تحلیل پویایی های آن برای مدیریت موثر منابع آب امری ضروری است. این پژوهش با هدف بررسی رفتار احتمالاتی و پویایی خشکسالی در دشت مشهد، از مدل زنجیره مارکوف بر روی یک سری زمانی ۱۲۷ ساله از داده های بارش و دمای میانگین استفاده کرده است. نوآوری اصلی این مطالعه در به کارگیری روش سری های زمانی هیدرولوژیک دوازده گانه است که با تحلیل داده ها بر اساس دوازده سری زمانی با مقیاس سالانه به درک جامع تر و دقیق تری از ویژگی های خشکسالی دست یافت و رویدادهای طولانی مدتی را که ممکن بود در تحلیل مرسوم سالانه پنهان بمانند، آشکار ساخت. نتایج تحلیل ماتریس احتمال انتقال نشان داد که وضعیت های اقلیمی شدید (خشکسالی و ترسالی شدید) پایداری قابل توجهی دارند، در حالی که وضعیت های میانی (خشکسالی و ترسالی متوسط) بیشتر گذرا هستند. همچنین، محاسبه توزیع مانای وضعیت های اقلیمی، تصویر روشنی از رفتار بلندمدت سیستم اقلیمی ارائه داد. یافته ها حاکی از آن است که در درازمدت، احتمال حضور در وضعیت های خشکسالی شدید و متوسط، با مجموع ۴۲ درصد، از احتمال حضور در وضعیت های ترسالی (۳۸ درصد) بیشتر است. این نتایج بینش های ارزشمندی برای برنامه ریزی های بلندمدت و استراتژیک در مدیریت منابع آب و سازگاری با شرایط اقلیمی آینده در مناطق خشک و نیمه خشک فراهم می آورد.

کلیدواژه ها:

خشکسالی ، توزیع مانا ، ماتریس احتمال انتقال ، شاخص SPEI ، زنجیره مارکف