فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

موضوع: تحلیل عدم قطعیت سه‌متغیره خشکسالی هیدرواقلیمی با استفاده از روش بوت‌استرپ (مطالعۀ موردی: حوضۀ آبخیز سد استقلال میناب).هدف: هدف پژوهش، بررسی همبستگی میان متغیرهای خشکسالی (شدت، مدت و بزرگی) و پیش‌بینی احتمال شرطی شدت خشکسالی در مقیاس‌های زمانی مختلف، همراه با تحلیل عدم قطعیت ناشی از این پیش‌بینی‌ها بود.روش تحقیق: در این مطالعه، داده‌های بارش و رواناب ماهانه طی سال‌های ۱۳۷۰ تا ۱۴۰۰ در حوضۀ آبخیز سد استقلال میناب گردآوری و با توزیع گاما نرمال‌سازی شدند. شاخص خشکسالی مشترک (JDI) با ترکیب شاخص‌های SPI و SRI ساخته شد و تحلیل وابستگی بین متغیرها با استفاده از توابع کاپولا از خانواده‌های ارشمیدسی و بیضوی انجام گرفت. بهترین تابع کاپولا با آزمون Sn شناسایی و پارامترهای آن با روش بیشینۀ درست‌نمایی (MLE) برآورد شد. در ادامه، احتمال شرطی سه‌متغیرۀ شدت خشکسالی محاسبه و عدم قطعیت مرتبط با آن با روش بوت‌استرپ بررسی گردید.یافته‌ها: نتایج نشان داد که بین متغیرهای خشکسالی همبستگی معنی‌دار وجود دارد و از میان توابع برازش داده‌شده، تابع کاپولا گامبل بهترین عملکرد را داشت. تحلیل‌ها نشان دادند که با افزایش مدت خشکسالی، شدت نیز افزایش می‌یابد؛ درحالی‌که کاهش احتمال شرطی (معادل با افزایش دورۀ بازگشت) منجر به کاهش شدت خشکسالی می‌شود. برای مثال، در احتمال شرطی 0/1 (معادل با دورۀ بازگشت ۱۰ سال)، وقتی بزرگی (M) برابر 0/33 و مدت (D) برابر ۲۰ باشد، شدت خشکسالی (S) معادل 2/47 است. با ثابت نگه داشتن D و افزایش M به 2/78، شدت به 1/1افزایش می‌یابد. همچنین کاهش احتمال شرطی از 0/2 به 0/005 سبب کاهش شدت از 5/1 به 0/7 شد. شدیدترین خشکسالی ثبت‌شده دارای شدت ۹۳، مدت ۳۱ ماه و بزرگی 2/87 بود.نتیجه‌گیری: پژوهش حاضر نشان داد که خشکسالی‌های با احتمال شرطی کمتر (معادل با دورۀ بازگشت طولانی‌تر) اگرچه نادرترند، می‌توانند شدت بیشتری داشته باشند. چارچوب سه‌متغیره مبتنی‌بر کاپولا و بوت‌استرپ ابزاری کارآمد برای تحلیل همبستگی متغیرهای خشکسالی و سنجش عدم قطعیت در برآوردهای احتمالاتی به شمار می‌آید. این رویکرد می‌تواند مبنای مناسبی برای مدیریت منابع آب و طراحی سامانه‌های هشدار خشکسالی در مناطق خشک و نیمه‌خشک فراهم سازد.