فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

چکیدهسابقه و هدفخشکسالی، به‌طورکلی، به‌صورت یک دوره زمانی کمبود موقتی منابع آبی نسبت به شرایط نرمال در یک منطقه معین تعریف می‌شود. این پدیده به‌کندی آغاز می‌شود و در همه رژیم‌های اقلیمی اتفاق می‌افتد، اما ساختار و اثرهای پیچیده‌ای دارد که به‌طور قابل توجهی از یک منطقه به منطقه دیگر فرق می‌کند. خشکسالی‌های فرین، خشکسالی‌هایی هستند که در طبقات شدید یا بسیار شدید خشکسالی دسته‌بندی می‌شوند. در مطالعات خشکسالی با استفاده از شاخص‌های مرسوم، شناسایی خشکسالی‌های فرین وابسته به مقیاس زمانی است. ابرخشکسالی، بر وقوع خشکسالی‌های فرین در مقیاس‌های مختلف زمانی دلالت دارد و مفهومی فراتر از خشکسالی فرین ارائه می‌دهد. به این معنا که در شناسایی ابرخشکسالی‌ها، به کمک روش‌های آماری اقدام به تلفیق خشکشالی‌ها در چندین مقیاس زمانی خواهد شد. مطالعات انجام‌شده در زمینه ابرخشکسالی‌ها در دنیا تقریباً از یک دهه قبل آغاز شده و پنجره جدیدی در دانش خشکسالی گشوده است. انتظار می‌رود ابرخشکسالی‌ها اثرهای بلندمدت خشکسالی بر منابع آبی و پوشش گیاهی در یک منطقه را نشان دهند. بنابراین، هدف از این تحقیق، بررسی امکان وقوع ابرخشکسالی‌ها و تحلیل مشخصات آنها و ارزیابی تأثیر آنها بر پوشش گیاهی است و برای این منظور، استان خوزستان به عنوان نمونه مطالعاتی انتخاب گردید.مواد و روش‌هادر این مطالعه، از داده‌های هواشناسی شامل بارش، دما، رطوبت نسبی، سرعت باد و ساعات آفتابی در مقیاس روزانه مربوط به پنج ایستگاه سینوپتیک استان خوزستان (اهواز، بندرماهشهر، مسجد سلیمان، صفی‌آباد دزفول و بستان) برای دوره آماری 1990-2019 و داده‌های شاخص نرمال‌شده پوشش گیاهی (NDVI) ماهواره MODIS مربوط به سنجنده Terra و محصول MOD13A3 با اندازه پیکسل 1 کیلومتر مربع مربوط به دوره 2000-2019 استفاده گردید. محدوده‌ای شامل 81 پیکسل (9 در 9) در اطراف هر ایستگاه انتخاب شد و میانه NDVI در هر ماه به‌عنوان شاخص NDVI آن ماه در نظر گرفته شد. پس از کنترل کیفی و تکمیل خلأهای آماری، شاخص بارش-تبخیرتعرق استاندارد (SPEI) در پنج مقیاس زمانی پایه شامل 3، 6، 12، 24 و 48 ماه محاسبه شد. سپس، شاخص خشکسالی ترکیبی (CDI) با اعمال تابع همبند واین (Vine) روی پنج مقیاس زمانی SPEI محاسبه گردید. برای محاسبه CDI از روش D-Vine استفاده شد که توان مدل‌سازی ساختار پیچیده خشکسالی بر مبنای وابستگی متغیرهای حاشیه‌ای را دارد. در نهایت نیز رابطه رگرسیونی بین CDI و شاخص پوشش گیاهی نرمال‌شده (NDVI) در ایستگاه‌های منتخب تعیین گردید.نتایجنتایج نشان داد که توابع همبند واین (Vine) توانمندی مناسبی در تحلیل وابستگی پنج مقیاس زمانی SPEI دارند. با محاسبه شاخص ترکیبی CDI، ابرخشکسالی‌ها در ایستگاه‌های منتخب منطقه مطالعاتی شناسایی شدند. دوره‌های ابرخشک شناسایی شده در برخی ایستگاه‌ها شباهت بیشتری با یکدیگر داشتند، اما هیچ ابرخشکسالی مشترکی در پنج ایستگاه هواشناسی شناسایی نشد. به‌عنوان نمونه، شدیدترین ابرخشکسالی‌ها، در ایستگاه مسجد سلیمان در دسامبر 2001 و در ایستگاه‌های اهواز، بندرماهشهر و صفی‌آباد دزفول در سال‌های مختلف ثبت گردید. علاوه بر این، رابطه رگرسیونی بین CDI و NDVI در تمامی ایستگاه‌ها در اغلب ماههای مختلف سال مثبت و معنی‌دار بود و این همبستگی‌ها در ایستگاه صفی‌آباد دزفول در ماههای فوریه تا آوریل بالاتر از دیگر ایستگاه‌هاست (r > 0.7). در ایستگاه بستان تقریباً در همه ماههای سال همبستگی مثبت و معنی‌دار بین NDVI و CDI وجود داشت. البته تنها در ایستگاه صفی‌آباد دزفول در دو ماه گرم سال، همبستگی منفی معنی‌دار بین NDVI و CDI وجود داشت.نتیجه‌گیریبررسی‌ها نشان داد که تابع همبند واین با تلفیق اطلاعات SPEI در پنج مقیاس زمانی و با درنظر گرفتن پیچیدگی وابستگی مقیاس‌های زمانی، توانسته است پدیده ابرخشکسالی را در ایستگاه‌های منتخب طی دوره آماری 30 ساله شناسایی نماید. این در حالی است که بدون استفاده از تابع همبند و فقط با مقایسه عینی مقادیر SPEI در پنج مقیاس زمانی پایه، تعداد محدودی ابرخشکسالی و حتی در ایستگاه بستان هیچ ابرخشکسالی شناسایی نشد. شاخص خشکسالی ترکیبی (CDI) همبستگی بالایی با NDVI داشته، بنابراین کارایی مناسبی در شناسایی وقوع دوره‌های خشک پوشش گیاهی دارد. در بیشتر ماههای سال، با افزایش شدت خشکسالی از سبزینگی پوشش (مقدار NDVI) کاسته می‌شود که دلیل آن تنش کم‌آبی است. در معدودی از ماهها (ماههای گرم) با تشدید خشکسالی به میزان سبزینگی پوشش اضافه می‌شد. در این مناطق تنش حرارتی باعث تضعیف پوشش گیاهی می‌شود. با توجه به تأثیرپذیری CDI از مقیاس‌های زمانی SPEI و آستانه وقوع خشکسالی فرین، لازم است حساسیت CDI به دو عامل مذکور در مطالعات بعدی مورد توجه محققان قرار گیرد.