واکاوی روند تغییرات شاخص گردوغبار (DSI) و ارتباط آن با وضعیت خشکسالی هواشناسی در اقلیم خشک کشور (مطالعه موردی: استان سمنان)

نویسندگان

1 گروه آموزشی بیابان زدایی، دانشکده کویر شناسی، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران

2 بخش حفاظت خاک و آبخیزداری، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان سمنان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، سمنان، ایران

doi
10.48308/envs.2024.1369
چکیده

سابقه و هدف: گرد و غبار پدیده ای رایج در مناطق خشک و نیمه خشک است. از عواملی که در بروز این پدیده نقشدارد، تغییر شرایط آب و هوایی است که منجر به خشکسالی می شو د و خشک شدن دریاچه ها و رودخانه ها باعث ایجادبحران هایی مانند طوفان های ماسه ای شده است. این پدیده منجر به اثرات منفی بر کشاورزی ، آلودگی آب و خاک،بیماری های تنفسی و همچنین چالش های زیست محیطی و اجتماعی مانند کاهش دید و تصادفات جاده ای نیز میگردد . ازآنجایی که خشکسالی های متعدد تأثیر بسزایی در پیدایش و تشدید گردوغبار داشته است، از اینرو مطالعات مربوط به آن مهم محسوب شده است . هدف این پژوهش بررسی رابطه بین شاخص گردوغبار DSI با شاخص خشکسالی بارندگی استانداردشده SPI در استان سمنان است.  مواد و روش ها: استان سمنان در منطقه جنوبی رشته کوه ­های البرز قرار دارد. برای بررسی تأثیر خشک­سالی بر میزان گردوغبار از داده­ های روزانه گردوغبار، بارندگی ماهانه، دما، رطوبت نسبی و تبخیر وتعرق پنج ایستگاه سینوپتیک استان سمنان با طول دوره آماری 15 ساله (2017-2003) در مقیاس سالانه استفاده شد. در طی یک دوره 15 ساله، شاخص شدت خشکسالی (DSI) برای ایستگاه­ های سینوپتیک واقع در استان سمنان با استفاده از شاخص طوفان گرد و غبار تعیین گردیده و سپس شاخص تجمعی DSI برای استان سمنان محاسبه شده است. در طی یک دوره 15 ساله، شاخص شدت خشکسالی (DSI) برای ایستگاه­ های سینوپتیک واقع در استان سمنان با استفاده از شاخص طوفان گرد و غبار تعیین گردیده و سپس شاخص تجمعی DSI برای استان سمنان محاسبه شده است. پس از آن، ارزیابی­ های آماری و تجربی بر روی نوسانات سالانه برای شناسایی روندهای بالقوه انجام شده است. در نهایت، داده‌ها بر اساس نتایج بدست‌آمده، دسته‌بندی شده ­اند. همچنین از تجزیه و تحلیل رگرسیون خطی برای ارزیابی همبستگی شاخص بارش استاندارد و  طوفان­ های گرد و غبار استفاده شد در ادامه جهت پهنه ­بندی از نرم افزار ArcGIS استفاده گردیده است.  نتایج و بحث: نتایج نشان داد که میانگین دمای سالانه در منطقه طی یک دوره 15 ساله از سال 2003 تا 2017 افزایش یافته است. این گرم شدن سریع باعث خشکسالی شده و در نتیجه افزایش دما، تبخیر و تعرق نیز افزایش یافته و منجر به کاهش بارندگی گردیده است. بررسی ماه به ماه سرعت باد در ایستگاه‌های مختلف نشان داد که احتمال وقوع گرد و غبار در استان در ماه‌های ژوئن و جولای که حداکثر سرعت باد غالب است وجود دارد. برعکس، ماه­ های دسامبر و ژانویه کم­ترین وقوع گرد و غبار را تجربه می­ کنند. تغییرات سالیانه ­ی DSI (2003 تا 2017) شکل نامنظمی از خود نشان داده و دارای روند نیست بطوریکه در سال 2011 شدت گرد و غبار بالا بوده و در سال بعد کاهش داشته و مشابه آن در ۲۰1۶ مشاهده گردید. بر اساس شاخص بارندگی استانداردشده SPI، استان سمنان با امتیاز 59/0 در رده خشک­سالی نرمال قرار دارد. تجزیه و تحلیل عمیق نمودار همبستگی بین شاخص‌های بارندگی استانداردشده و DSI نشان می‌دهد که DSI همزمان با شدت خشک­سالی در طول دوره مطالعه افزایش یافته است و هم­خوانی به نسبت مناسبی بین شاخص DSI و خشکسالی هواشناسی در منطقه وجود دارد بطوری که هرگاه دوره ترسالی بوده، مقدار DSI به دنبال آن کاسته شده و هرگاه دوره خشک­سالی بوده، مقدار شاخص گرد و غبار افزایش یافته است. با این حال، ارتباط معنی­داری بین این دو شاخص (P-Value = 0.07 و R2 = 0.22) در طول مدت 15 سال تحقیق وجود ندارد. نتیجه گیری: نتایج همبستگی بین شاخص خشکسالی و شاخص DSI در استان سمنان نشان داد که اگرچه شاخص DSI در طول دوره مورد تجزیه و تحلیل همراه با شدت خشکسالی افزا یش یافته است، اما همبستگی بین ا ین دو معنی دار نبو ده اس ت. با این حال، الگو ی روند شاخص DSI با روند الگوی خشکسالی همخوانی داشت. در نهایت میزا ن ارتباط خشکسا لی و شاخص DSI همواره با توجه به خشکسالی ها و ترسالی ها، نوسان داشته است.