به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « spi » در نشریات گروه « اکولوژی »

تکرار جستجوی کلیدواژه «spi» در نشریات گروه «کشاورزی»
  • مهتاب فرامرزپور، علی صارمی*، امیر خسروجردی، حسین بابازاده

    خشک‏سالی یکی از پدیده‏های مخرب است که می‏تواند تاثیرات منفی زیادی بر منابع آب و نیازهای آبی بگذارد. مدل‏های یادگیری ماشین یکی از ابزارهای سودمند در پیش‏بینی‏های سری زمانی هستند که می‏توانند پیش‏بینی مناسبی بدون داشتن اطلاعات اساسی از یک سامانه ارایه دهند. بنابراین، در این تحقیق از مدل‏های شبکه عصبی فازی (ANFIS) و حداقل مربعات رگرسیون بردار پشتیبان (LSSVR) برای پیش‏بینی شاخص خشک‏سالی هواشناسی (SPI) و شاخص خشک‏سالی هیدرولوژیکی (SDI) برای یک دوره (1380-1398) استفاده شد. از ایستگاه‏ های هواشناسی و هیدرولوژیکی آجی‏چای در محدوده مطالعاتی عجب‏شیر به ترتیب برای محاسبه شاخص‏های خشک‏سالی SPI و SDI استفاده شد. به منظور پیش‏ بینی شاخص SPI داده ‏های بارش و برای شاخص SDI داده ‏های دبی به ‏عنوان پارامترهای ورودی به مدل‏ها در نظر گرفته شدند. نتایج شاخص‏های خشک‏سالی نشان داد طی دوره مورد بررسی، طی سال‏های 1385-1390 خشک‏سالی هواشناسی و از 1386 تا 1390 خشک‏سالی هیدرولوژیکی شدیدتر بوده است (SPI<-3). نتایج پیش‏بینی شاخص‏ها نیز نشان داد عملکرد مدل LS-SVR بهتر از ANFIS در هر دو شاخص بوده است. LS-SVR با شاخص ارزیابی خطای RMSE و MAPE برای SPI به ترتیب 74/0 و 59/0 پیش‏بینی کرد که این مقادیر برای SDI به ترتیب 62/0 و 46/0 به دست آمد. نتایج این تحقیق نشان داد مدل‏های یادگیری ماشین ابزار مناسبی برای پیش‏بینی شاخص‏های خشک‏سالی هستند. لذا استفاده از آن‏ها برای پیش‏بینی شاخص‏های خشک‏سالی در سایر محدوده‏های مشابه پیشنهاد می‏شود.

    کلید واژگان: پیش بینی, عجب شیر, یادگیری ماشین, SPI, SDI}
    Mahtab Faramarzpour, Ali Saremi *, Amir Khosrojerdi, Hossain Babazadeh

    Drought is one of the destructive phenomena with adverse impacts on water resources and water needs. Machine-learning models are among the helpful tools in time-series prediction that can provide suitable results without the requirements for basic information about a system. In this study, adaptive neuro-fuzzy inference system (ANFIS) and least square support vector regression (LSSVR) models were utilized to predict the standardized precipitation index (SPI) as a meteorological drought indicator and streamflow drought index (SDI) as a hydrological drought indicator for a period (2001-2019). Ajabshir, located in the northwest of Iran, was selected as the study area, where the data of Qaleh Chay meteorological and hydrological stations were used to calculate SPI and SDI, respectively. The precipitation and flow rate data were considered input variables of the machine-learning models in predicting the SPI and SDI, respectively. The results revealed that during the period under review, meteorological drought was more severe in 2004-2011. While in this period, hydrological drought was more severe in 2007-2011 (SPI<-3). Moreover, the prediction results of the indices showed that the performance of the LSSVR model was better than that of ANFIS for both indicators. Using LSSVR, the RMSE and MAPE error evaluation criteria for SPI were 0.74 and 0.59, respectively, while these values for SDI were obtained as 0.62 and 0.46, respectively. The findings of this study show that machine-learning models are suitable tools for predicting drought indicators. Therefore, it is suggested to use such models in predicting drought indicators in other similar regions.

    Keywords: Prediction, Ajab Shir, Machine learning, SPI, SDI}
  • زهرا سنایی، رضا مدرس*، پوریا محیط اصفهانی

    تغییرات مکانی و زمانی تولید خالص اولیه (Net Primary Production, NPP) نسبت به خشکسالی از معیارهای اساسی تعیین کننده وضعیت اکوسیستم های مرتعی است. پژوهش حاضر با هدف بررسی تغییرات NPP  و ارتباط آن با خشکسالی انجام گرفت. سری زمانی ماهانه داده های NPP برای کاربری های مرتع کشور از حاصل جمع تولیدات فتوسنتز خالص (PSN) هشت روزه سنجنده مودیس (MOD17A2H) با مقیاس مکانی 500 متر طی دوره ی زمانی 2000 تا 2022 تهیه شد. همچنین داده های بارش ماهانه 165 ایستگاه سینوپتیک برای محاسبه شاخص بارش استاندارد و پایش خشکسالی ها طی این دوره  از سازمان هواشناسی  کشور اخذ گردید. نتایج نشان داد که بیشترین مقادیر تولید خالص اولیه با متوسط بیش از gC.m-2.month-1 50، طی فصل بهار و اوایل تابستان در مناطق مرطوب اتفاق می افتد. یافته های این پژوهش نشان داد که NPP در اکوسیستم های مرتعی ایران رو به افزایش است و بطور متوسط تولید خالص اولیه کل اکوسیستم های مرتعی کشور حدود gC.m-2.yr-1 13± 112/6 است. به عبارتی حدود 76 میلیون تن کربن در سال توسط گیاهان موجود در اکوسیستم های مرتعی کشور ترسیب می شود. روند تغییرات سری ماهانه NPP به دلیل تاثیرپذیری ازخاصیت فصلی معنادار نشد ولی تغییرات سالانه NPP در تمام مناطق روند افزایشی معناداری را نشان داد.

    کلید واژگان: تولید خالص اولیه, شاخص بارش استاندارد, آزمون تحلیل روند, بارش ماهانه, سنجنده مودیس}
    Z. Sanaee, R. Modares*, P. Mohit Esfahani

    The present study was conducted to investigate NPP changes and its relationship with drought. The monthly time series of NPP for the country's rangelands was prepared from the sum of net photosynthesis production (PSN) of the eight-day MODIS sensor (MOD17A2H) with a spatial scale of 500 m for 2000 to 2022.The monthly rainfall data of 165 synoptic stations were obtained from the National Meteorological Organization to calculate the Standard Precipitation Index (SPI) and monitor droughts in this period. Box plots of precipitation and NPP were prepared and showed that the highest values of NPP with an average of more than 50 gC.m-2month-1 occur during spring and early summer in humid areas. Results showed that NPP is increasing in Iran's rangeland ecosystems, and on average, the NPP of all rangeland ecosystems in the country is about 112.6 ± 13 gC.m-2.year-1  ,in other words, about 76 million tons of carbon per year. It is absorbed by the plants in the rangeland ecosystems of the country. The trend of changes in the monthly series of NPP was not significant due to the influence of seasonal characteristics, but the annual changes of NPP showed a significant trend of increase in all regions.

    Keywords: NPP, SPI, trend analysis test, monthly precipitation, MODIS sensor}
  • فرهاد بهزادی، سامان جوادی*، حسین یوسفی، علی مریدی، سید مهدی هاشمی شاهدانی

    آب زیرزمینی همواره از باارزش‏ترین منابع آبی در هر منطقه به شمار می‏رود و در بسیاری از مناطق خشک و نیمه خشک جهان نظیر کشور ایران، اصلی‏ترین منبع برای تامین نیازهای شرب و کشاورزی محسوب می‏شود. در سالیان اخیر، با افزایش جمعیت، افزایش برداشت از آبخوان‏ها و تغییرات ‏اقلیمی، بسیاری از آبخوان‏های کشور در شرایط وخیم قرار دارند و این شرایط در بسیاری از آبخوان‏های کشور ادامه‏دار بوده یا شرایط در حال بدتر شدن است. در این پژوهش به منظور تعیین تاثیر تغییر اقلیم بر خشکسالی آب زیرزمینی آبخوان دشت شهرکرد، از برون داد مدل‏های CMIP6 و شاخص‏های خشکسالی SPI و GRI استفاده شده است. شبیه‏سازی‏های مدل GFDL-ESM4 نشان می‏دهد متوسط بارندگی تا سال 2050 در دشت شهرکرد، تحت سناریوی SSP1-2.6 85/4 میلی متر افزایش و تحت سناریوی SSP5-8.5 34/21 میلی متر کاهش می‏یابد. در ادامه، به منظور تعیین تاثیر تغییر اقلیم بر آبخوان دشت شهرکرد از رابطه رگرسیونی میان دو شاخص SPI و GRI در شش پیزومتر منتخب استفاده شده است. نتایج نشان می‏دهد خشکسالی‏هایی با شدت و مدت بیشتر در منطقه به وقوع خواهد پیوست و بیش از 60 درصد از دوره آینده آبخوان دشت شهرکرد در شرایط خشکسالی قرار خواهد داشت و شدیدترین خشکسالی تحت سناریوی SSP1-2.6 52 ماه دوام داشته و شدت آن 32/59 خواهد بود و تحت سناریو SSP5-8.5 70 ماه دوام داشته و شدت آن 59/86 خواهد بود.

    کلید واژگان: آب زیرزمینی, تغییر اقلیم, خشکسالی, SPI, GRI}
    Farhad Behzadi, Saman Javadi *, Hossein Yousefi, Ali Moridi, Seied Mehdy Hashemy Shahdany

    Groundwater is the most valuable water resources in any region and in many arid and semi-arid regions of the world, such as Iran, is the main source for drinking and agricultural needs. In recent years, with the increase in population and as a result of increasing withdrawals from aquifers and climate change, many of aquifers are in poor condition, and these conditions continue or are deteriorating. In this study, in order to determine the effect of climate change on groundwater drought on the aquifer of Shahrekord plain, the output of CMIP6 models and SPI and GRI drought indices have been used. Simulations of GFDL-ESM4 model show that the average rainfall by 2050 in Shahrekord plain, under scenario SSP1-2.6 will increase by 4.85 mm and under scenario SSP5-8.5 will decrease by 21.34 mm. In order to determine the effect of climate change on the aquifer of Shahrekord plain, a regression relationship between the two indices of SPI and GRI in six selected piezometers has been used. The results show that droughts with higher intensity and duration will occur in the region and more than 60 percent of the future period of Shahrekord plain aquifer will be in drought conditions and the most severe drought under SSP1-2.6 scenario will last 52 months and its severity will be 59.32 and under the SSP5-8.5 scenario the most severe drought will last 70 months and its severity will be 86.59.

    Keywords: climate change, Drought, GRI, Ground water, SPI}
  • مریم پاشازاده، علیرضا شکوهی*، آرش ملکیان، سیما رحیمی، عباس کاویانی

    با وجود ضرورت تعیین آستانه بهره‏ برداری پایدار اکوسیستم مرتعی، به خصوص در شرایط خشکسالی، پیشرفت قابل توجهی در سال های اخیر به وجود نیامده است و همچنان برای تعیین آن از روش های زمان بر و پرهزینه نمونه‏ برداری از میزان تولید گونه‏ ها در یک دوره 5 تا 10 ساله استفاده می‏ شود. در این تحقیق بدون نمونه ‏‏برداری درازمدت تولید و فقط با اندازه‏ گیری میدانی درصد تاج پوشش در یک دوره یک ساله (1398-1399)، از شاخص ماهواره‏‏ای و شاخص خشکسالی هواشناسی برای تعیین و پایش آستانه بهره ‏‏برداری پایدار اکوسیستم مرتعی در بخشی از حوضه آبریز رودخانه کرج بهره گرفته ‏شده است. به این منظور، در گام های زمانی 3، 6، 9 و 12 ماهه، سال های نرمال در بازه زمانی 1346 تا 1395 شناسایی و بیشینه شاخص ماهواره‏ای (NDVI) در دوره رویش در سال های مورد نظر، در یک بازه زمانی 20 ساله تعیین شد. نتایج نشان داد بین شاخص ماهواره‏ای و تراکم گیاهی، ضریب همبستگی حدود 60 درصد وجود دارد و شاخص ماهواره‏ای با شاخص خشکسالی هواشناسی و بارندگی تجمعی 9 ماهه منتهی به دوره حداکثر رویش، در شرایط نرمال، ضریب همبستگی حدود 70 درصد دارد. با استفاده از ضرایب مجاز برداشت، آستانه ‏های بهره‏ برداری برای محدوده مجاز شاخص ماهواره‏ ای تعیین شد و در نهایت، مقدار شاخص ماهواره ‏ای مجاز مرتع در بهره ‏برداری پایدار در سال های تر در محدوده (00908/0±07459/0) و در سال های خشک تا حدود (01702/0±16597/0) پیشنهاد می‏ شود.

    کلید واژگان: آستانه بهره ‏برداری بلند‏مدت, درصد تاج پوشش گیاهی, مرتع, SPI, NDVI}
    Maryam Pashzadeh, Alireza Shokoohi *, Arash Malekian, Sima Rahimi Bondarabadi, Abbas Kaviani

    Abstract Despite the need to determine the threshold of sustainable use of rangeland ecosystems, especially in drought conditions, no significant progress has been made in recent years, and still time-consuming and costly sampling of species production in a period of 5 to 10 years is used. In this study, to determine and monitor the threshold of sustainable use of rangeland ecosystem, the satellite index and meteorological drought index has been used, while the satellite index was determined by field measurement of canopy cover in a one-year period 2018-2019 in part of the basin of the Karaj river watershed. In this regard, In 3, 6, 9 and 12 month time steps, And the maximum satellite index (NDVI) during the growth period in the target years was determined over a period of 20 years. The results showed that there is a correlation coefficient of about 60% between satellite index and plant density, and in the normal years the satellite index has a correlation coefficient of is about 70% with the index of meteorological drought and 9-month cumulative rainfall leading to the period of maximum growth. Using the permitted harvest coefficients, the operating thresholds for the allowable range of the satellite index were determined and eventually the value of satellite index (NDVI) for the sustainable exploitation of the rangeland was proposed as (0.07459 ± 0.00908) and (0.1799±0.0194) for dry and wet years respectively, is recommended.

    Keywords: Rangeland, Long-term operation threshold, Canopy cover percentage, SPI, NDVI}
  • Raheem Attafi, Ali Darvishi Boloorani *, Ayad M. Fadhil Al Quraishi, Farshad Amiraslani

    Drought is a climatological phenomenon that occurs across all climate zones of the world. It causes environmental and economic loss and can negatively affect agricultural profit, especially in dry and semi-arid areas. This study used the Standardized Precipitation Index (SPI) and Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) to model drought impacts on agricultural production. The role of meteorological and hydrological parameters was considered simultaneously. The results revealed that: (1) the increase of drought intensity leads to the reduction of crop production, while in the case of high-level drought, the production stays consistent; (2) NDVI could model the impacts of drought on crops production (R2 = 0.60 and RMSE = 0.42); (3) NDVI had a better ability for showing SPI fluctuations, but in higher drought intensities, it was less sensitive to SPI fluctuations; (4) the spatial pattern of drought in the study area showed that the northern parts of the Basrah Governorate have the highest sensitivity to drought; (5) the temporal pattern of long-term SPI showed a high level of risk for agricultural activities due to drought; and (6) air temperature and humidity are the main meteorological parameters of crops production affecting the interpretation of the impacts of drought on agriculture production in Basrah, Iraq

    Keywords: Basrah, Iraq, Crop yield, Drought, NDVI, SPI}
  • علی باب الحکمی، محمدعلی غلامی سفیدکوهی*، علیرضا عمادی

    مطالعات متعدد نشان داده‏اند تغییرات آب وهوایی تاثیرات شدیدی بر منابع آب موجود در سراسر جهان خواهد گذاشت. با توجه به تاثیر تغییرات آب وهوایی بر وقوع خشکسالی‏ ها و جریان رودخانه، ضروری است که وقوع خشکسالی و وضعیت منابع آب در شرایط تغییر اقلیم بررسی شود. در پژوهش حاضر به بررسی اثر تغییر اقلیم بر شاخص خشکسالی SPI و رواناب حوضه رودخانه نکا در استان مازندران پرداخته شد. به این منظور، از داده ‏های ایستگاه‏ های هواشناسی بارکلا، پجیم، سفیدچاه، گلورد و تیرتاش استفاده شد. داده ‏های تاریخی آب دهی رودخانه نکا نیز در محل سد گلورد از ایستگاه هیدرومتری گلورد به دست آمد. سپس، پارامترهای اقلیمی دما و بارش طی دوره آتی 2019 2081، تحت سه سناریوی اقلیمی RCP2.6، RCP4.5 و RCP8.5 برای حوضه رودخانه نکا شبیه‏ سازی شد. برای تعیین مقادیر میانگین پارامترهای اقلیمی بارش و دما، از روش خطوط هم باران و برای شبیه‏ سازی رواناب از مدل IHACRES استفاده شد. نتایج نشان داد وقایع خشکسالی طی دوره ‏های آتی در هر سه سناریوی اقلیمی نسبت به دوره پایه افزایش یافته و دوره ‏های مرطوب و نرمال نسبت به دوره پایه کاهش خواهد یافت. براساس یافته‏ ها، طی دوره ‏های آتی میانگین آورد سالانه رودخانه نکا تحت سناریوهای RCP2.6، RCP4.5 و RCP8.5 بین 15 تا 43 درصد کاهش می‏یابد. بنابراین، میانگین آورد سالانه رودخانه نکا در محل سد گلورد از 95 میلیون مترمکعب طی سال‏های 1992 2014، به 54 تا 81 میلیون مترمکعب کاهش خواهد یافت. بر این اساس، باید با برنامه‏ ریزی دقیق‏ تر ضمن کاهش آثار منفی دوره‏ های خشکسالی و کاهش جریان رودخانه نکا، از تنش‏ های اجتماعی، زیست محیطی، اقتصادی و فرهنگی جلوگیری شود.

    کلید واژگان: سد گلورد, شاخص خشکسالی, SPI, IPCC5, IHACRES}
    Ali Babolhakami, MohammadAli Gholami Sefidkouhi *, Alireza Emadi

    In this study, the effects of climate change on runoff and SPI drought index in the Neka River basin in Mazandaran province were investigated. For this purpose, the data of the weather stations of Barikola, Pajim, Sefidchah, Glevard and Tirtash were used. Historical data of the Neka river discharge was obtained from Glevard hydrometeor Station. For this purpose, during the upcoming period (2018-2081), temperature and precipitation were simulated under three RCP2.6, RCP4.5 and RCP8.5 climate scenarios for the Neka river basin. To determine the mean value of climatic parameters of rainfall and temperature, the Thiessen interpolation method was used between meteorological stations. Then drought and runoff values were calculated. The IHACRES model was used to simulate runoff. The results showed that in all three climate scenarios, drought events will increase during the upcoming periods and wet and normal periods will decrease compared to the base period. Based on the findings, during the upcoming periods, the average annual flow of the Neka River under RCP2.6, RCP4.5, and RCP8.5 scenarios decrease between 17 and 44 percent. Thus, the average annual runoff volume of the Naka River at the Glevard dam will be reduced from 95 MCM in 2014 to 53 to 78 MCM. Therefore, in order to reducing the negative effects of the drought period and also reducing the flow of the Neka River, it is necessary to planning more accurate to avoid social, environmental, economic and cultural tensions.

    Keywords: Drought Index, SPI, IPCC5, IHACRES}
  • محمدحسین جهانگیر*، لیلا نورآذر، احسان عظیمی

    تحلیل و مقایسه شاخص‏های خشکسالی از‏جمله مطالعات مورد نیاز به منظور پایش و ارزیابی صحیح خشکسالی توسط شاخص‏های متعدد است. تا کنون شاخص‏های متعددی به منظور پایش این پدیده معرفی و به کار برده شده است. مقاله حاضر به مقایسه کارایی سه شاخص خشکسالی SPEI، SPI و SPTI به منظور پایش خشکسالی در استان چهارمحال و بختیاری پرداخته است. اساس کار مقایسه شاخص‏ها، استفاده از شبکه عصبی SOFM است که با استفاده از نتایج توپولوژی این شبکه می‏توان نتیجه گرفت آیا مقادیر شاخص‏ها در یک رسته داده‏ای قرار گرفته‏اند یا خیر؟ پس از آن، به تحلیل فراوانی طبقات خشکسالی و انواع تحلیل زمانی خشکسالی پرداخته شده است. نتایج نشان ‏داد هر دو روش مقایسه عددی و شبکه عصبی SOFM با دقت زیاد می‏توانند خروجی‏های شاخص‏های خشکسالی را مقایسه و ارزیابی کنند. همچنین، براساس نتایج به دست آمده، در هر سه شاخص خشکسالی مد نظر، براساس تعداد وقوع خشکسالی به صورت ماهانه، بین سال های 1988 تا 1990 شدیدترین دوره تداوم خشکسالی اتفاق افتاده است. از سوی دیگر، شدیدترین خشکسالی رخ داده در مطالعه حاضر در سپتامبر 2003 براساس شاخص SPEI در ایستگاه بهشت‏آباد با مقدار 9/5- روی داده است. از دیگر نتایج مقاله حاضر، می توان به حساسیت بسیار زیاد شاخص خشکسالی SPEI نسبت به دو شاخص خشکسالی در برآورد سایر طبقات خشکسالی اشاره کرد.

    کلید واژگان: استان چهارمحال و بختیاری, طبقات خشکسالی, SPI, SPEI, SPTI, SOFM}
    MohammadHossein Jahangir *, Leila Noorazar, Ehsan Azimi

    Analysis and comparison of drought indices are several of the studies needed to monitor and evaluate drought by multiple indicators. Drought evaluation is typically performed using climatic and hydrological parameters. So far, several indices have been introduced to the analysis of this phenomenon. This paper in order to monitor drought in Chaharmahal and Bakhtiari province is compared to the Performance of three drought indicators, SPEI, SPI and SPTI. The basis of the comparison of indices is the use of the SOFM neural network, which by use of the results of the topology of this network, is resulted that the drought indices are in one category or not? Subsequently, the frequency analysis of drought classes and all types of drought analysis have been done. The results show that both numerical and SOFM methods can analyze and evaluate the outputs of drought indices, accurately. Also, according to the obtained results, the most severe period of drought had been occurred during the period between 1988 and 1990 in all three drought indices. On the other hand, the most severe drought was happened in this study in September 2003 based on the SPEI index at Behesht Abad Station with a value of -5.9. From other results of this paper can also be referred to the high sensitivity of the SPEI than two other drought indices in calculations.

    Keywords: SPI, SPEI, SPTI, Chaharmahal va bakhtiari, Time Series Analysis}
  • مرضیه سادات میراحسنی، عبدالرسول سلمان ماهینی *، علیرضا سفیانیان، رضا مدرس، رضا جعفری، جهانگیر محمدی
    خشکسالی به دلیل گستردگی مقیاس زمان و فضای تاثیر، یکی از اصلی ترین عوامل گسیختگی توان اکولوژیک به شمار می آید. کارایی پایش خشکسالی منطقه ای با استفاده از شاخص های هواشناسی به دلیل محدودیت پراکنش مکانی یک چالش است. در پژوهش حاضر، 168 تصویر سری زمانی سنجنده مودیس شامل شاخص پوشش گیاهی تفاوت نرمال (NDVI) و دمای سطح زمین(LST) به کار گرفته شد. با تلفیق این دو شاخص، شاخص ذخیره آب پوشش گیاهی (VSWI) جهت ارزیابی خشکسالی نزدیک به زمان واقعی و پایش زمانی- پراکندگی مکانی آن در حوضه آبخیز گاوخونی طی دوره رویشی سال های 2003 تا 2014 به کار رفت. شاخص SPIمبنا قرار داده شد و بازخورد شاخص های ماهواره ای و هواشناسی با استفاده از آزمون پارامتری همبستگی پیرسون ارزیابی شد. نتایج بررسی روابط بین مقادیر سری زمانی میانگین سالانه شاخص VSWI و SPI در دوره زمانی مشابه، مقدار 578/0 را نشان داد. جهت بررسی دقیق تر معنی داری روابط شاخص ها، آزمون غیرپارامتری همبستگی اسپیرمن به مطالعه اضافه شد که معناداری را تایید نمود. همچنین، نتایج الگوی پراکندگی مکانی خشکسالی شاخص سالانه VSWI مربوط با 12 سال نشان داده شد که بیانگر خشکسالی شدید بلند مدت در قسمت های جنوب شرقی سد زاینده رود و کل محدوده تالاب گاوخونی بود. انطباق این نقشه با نقشه خشکسالی هواشناسی حاکی از کارایی تلفیق شاخص های ماهواره ای NDVI و LST در پایش خشکسالی است.
    کلید واژگان: شاخص های NDVI, LST, آزمون های همبستگی پیرسون و اسپیرمن, رطوبت خاک, SPI}
    M. Mirahsani, A. Salman Mahiny *, A. Soffianian, R. Moddares, R. Jafari, J. Mohammadi
    Drought is one of the main factors of ecological potential stress due to the wide extension of the time scale and impact space. The performance of regional drought monitoring using the meteorological indicators is a challenge due to spatial distribution constraints. In present study, 168 time series images including NDVI and LST indices were used. Integrating these two indices, VSWI was used to assess near-real-time and spatial-temporal spatial drought monitoring in Gavkhoni basin during 2003 to 2014. The SPI was assigned as the basis and the feedback of satellite and meteorological indices was assessed using Pearson correlation test. The results of the study of the relationships between the mean annual values of the VSWI and SPI indices during the same period showed a value of 0.578. In order to study the significance of the indices correlation, a nonparametric Spearman correlation test was added to the study. In addition, the results of the spatio-temporal pattern of the annual VSWI, indicating a severe long-term drought in the southeastern parts of the Zayandehrud dam and the entire Gavkhoni wetland area. The adaptation of this map to the meteorological drought map indicates the efficiency of integrating NDVI and LST satellite indices in drought monitoring.
    Keywords: NDVI, LST, Pearson, Spearman tests, Soil moisture, SPI}
  • هادی زارع خورمیزی، سید زین العابدین حسینی*، محمدحسین مختاری، حمیدرضا غفاریان مالمیری
    کاهش بارندگی و افزایش دما هر یک به تنهایی یا با کمک هم، منجر به بروز خشکسالی می شوند. خشکسالی با تاثیر بر منابع آب و پوشش گیاهی یک منطقه باعث تسریع گسترش نواحی بیابانی می گردد. به منظور بررسی ارتباط خشکسالی های سالانه و تغییرات پوشش گیاهی مراتع جنوب استان یزد، از داده های هواشناسی و سنجش از دور استفاده شد. در ابتدا، شدت های خشکسالی با استفاده از شاخص های خشکسالی SPI و RDI در بازه زمانی سالانه تعیین شد. پهنه بندی شاخص های خشکسالی به کمک پنج روش درون یابی انجام شد. سپس با استفاده از تصاویر سری زمانی NDVI سنجنده MODIS طی سال های 2000 تا 2014 میانگین NDVI فصلی و سالانه محاسبه شد. در گام بعدی، روابط بین شاخص های خشکسالی و شاخص NDVI در 16 تیپ گیاهی مرتعی بررسی شد. بر اساس نتایج شدت خشکسالی در سال های آبی 2000-1999 و 2008-2007 منطقه مورد مطالعه به ترتیب در وضعیت خشکسالی متوسط و خشکسالی بسیار شدید قرار داشته است. ارزیابی نتایج همبستگی نشان داد در بیشتر تیپ های گیاهی بین میانگین NDVI سالانه، فصل بهار و تابستان با شاخص های خشکسالی همبستگی معنی داری (01/0>p ) وجود دارد. بر اساس نتایج بیشترین میزان ضریب تبیین (R2) بین تغییرات شاخص NDVI سالانه و شاخص SPI سالانه در تیپ گیاهی Artemisia sieberi-Ebenus stellataمشاهده شد (75/0R2=). پس از آن بالاترین میزان ضریب تبیین در تیپ های گیاهی Zygophyllum eurypterum-Artemisia sieberi، Artemisia sieberi-Amygdalus scoparia وAmygdalus scoparia-Acer cineracens-Pistasia atlanticaبه دست آمد. به طوری که به ترتیب در این تیپ های گیاهی 68، 65 و 63 درصد تغییرات شاخص NDVI سالانه تابع تغییرات شاخص خشکسالی SPI می باشد. تاثیر خشکسالی بر تیپ های گیاهی مختلف، بسته به شرایط اکولوژیک منطقه، نوع گونه گیاهی، فرم رویشی و همچنین سایر گونه های همراه در تیپ گیاهی متفاوت است.
    کلید واژگان: همبستگی, شاخص بارندگی استاندارد, شاخص اکتشاف خشکسالی, سنجش از دور, مودیس}
    H. Zare Khormizie, S. Z. Hosseini *, M. H. Mokhtari, H. R. Ghafarian Malamiri
    Drought can be caused by reducing rainfall and/or increasing temperature. Drought has negative impact on water resources and vegetation, accelerates the desertification. In order to investigate the relationship between annual droughts and vegetation changes in southern part of the Yazd province, meteorological drought indices and remote sensing technology were employed. Firstly, annual drought intensities were determined using SPI and RDI indices. Five interpolation methods have been investigated and compared for drought zoning. In the next step, mean annual and seasonal NDVI were calculated using time series of MODIS images of 2000 to 2014 years. Then, relationship between drought indices and NDVI in 16 vegetation types were determined. According to the results, the drought intensity of the study area during time span of 1999-2000 and 2007-2008 were moderate and very high, respectively. Analyzing of correlation between NDVI and drought indices in different vegetation types indicates a significant correlation between annual, spring, and summer NDVI in most of the vegetation types (P
    Keywords: Correlation, SPI, RDI, Arid land, Yazd}
  • محمدرضا عینی، سامان جوادی*، مجید دلاور، محمد دارند
    داده های بارش پایگاه های واکاوی شده اقلیمی به دلیل شبکه بندی منظم و پوشش مکانی و زمانی زیاد در همه نقاط، برای انجام پژوهش‏هایی مانند پیش‏بینی اقلیمی، مدل سازی تغییر اقلیم، مدیریت منابع آب و مدل سازی هیدرولوژیکی، به خصوص در مناطق بدون داده های مشاهداتی، کاربردهای زیادی دارند. از این رو، در این پژوهش، شبیه سازی هیدرولوژیکی با بهره‏گیری از مدل SWAT و پایش مکانی خشکسالی با استفاده از شاخص SPI و SDI در منطقه دریاچه مهارلو و ارزیابی دقت زمانی مکانی پایگاه داده ملی اسفزاری در مقایسه با ایستگاه های مشاهداتی به عنوان مرجع روی این گستره مکانی ارزیابی شد. یافته های به دست آمده از شبیه‏سازی رواناب روی گستره واکاوی شده بیان کننده دقت بسیار زیاد این پایگاه در مقایسه با مقادیر رواناب شبیه سازی شده توسط ایستگاه های مشاهداتی است. ضریب تبیین و کارایی نش به طور متوسط دقت 6/0 را در شبیه سازی از خود نشان داده‏اند. دقت پایگاه داده یادشده در فصول سرد و بارانی بسیار بیشتر از فصل گرم سال است. در ماه های پربارش ضریب همبستگی حدود 85/0 و شاخص POD بیش از 9/0 را نشان می‏دهد. همچنین، از آنجا که دقت برآورد پایش خشکسالی در این پایگاه طی بازه زمانی واکاوی شده بسیار زیاد است، می‏توان گفت که از این پایگاه داده می‏توان به عنوان یک پایگاه قابل اعتماد و جایگزین در شبیه سازی رواناب و خشکسالی برای مناطقی بهره گرفت که سری های زمانی بارش همراه با کمبودهای آماری هستند .
    کلید واژگان: پایگاه واکاوی شده, دریاچه مهارلو, شاخص های SPI و SDI, مدل SWAT}
    Mohammad Reza Eini, Saman Javadi *, Majid Delavar, Mohammad Darand
    Due to high spatiotemporal resolution of gridded data, reanalysis precipitation databases, have many applications in climate prediction, climate change modeling, water resources management and hydrological modeling, especially in areas without observational data. Therefore, in the present study, hydrological simulation was evaluated by SWAT model and spatial data mining for drought monitoring with SPI and SDI indexes over Maharlu Lake and assessing the temporal sense of Asfazari national database by observational stations as a reference on the spatial extent. The results showed high accuracy of Asfazari database in simulating of runoff in comparison with simulated runoff with observation database. The coefficient of determination and Nash efficiency presented the average accuracy of 0.6 in the simulation. During the cold and rainy seasons, the performance of this database is higher than is the warm season. During rainy months of year, the correlation coefficient between observation and Asfazari is about 0.85, and the POD index is more than 0.9. Furthermore, subsequently the accuracy of monitoring drought by Asfazari is too high, so it can be said that the Asfazari database can be used as a reliable database in runoff simulating and drought monitoring, especially in areas with poor or no sufficient precipitation data.
    Keywords: Reanalysis database, Maharlu Lake, SPI, SDI Indexes, SWAT model}
  • عبدالله پیرنیا، محمد گلشن، سمیرا بیگنه، کریم سلیمانی *
    خشکسالی از گسترده‏ترین و مخرب‏ترین بلایای طبیعی است که با رخداد تغییر اقلیم پیچیده‏تر می‏شود. برای فراهم کردن یک دید کلی از شرایط خشکسالی، شاخص‏هایی برای پایش آن به طور گسترده استفاده می شوند. در این مطالعه، برای ارزیابی وضعیت خشکسالی آینده حوضه آبخیز تمر (بالادست سد گلستان)، ابتدا داده های روزانه خروجی مدل‏ CanESM2 تحت سناریوهای RCP 2.6 و RCP 8.5 با استفاده از مدل SDSM برای دوره 2020-2049، ریزمقیاس و پیش‏بینی شدند. در ادامه، با استفاده از داده های پیش‏بینی شده و شاخص‏های خشکسالی SPI و SPEI، وضعیت خشکسالی در آینده بررسی شد. همچنین، آنالیز روند داده های دما و بارندگی، با استفاده از آزمون ناپارامتریک من-کندال انجام گرفت. نتایج آنالیز روند بیان کننده تغییرات ناچیز بارندگی و افزایش معنا‏دار دما در بیشتر سری های زمانی است. همچنین، عملکرد مدل SDSM برای پیش‏بینی داده های دما و بارندگی بسیار خوب ارزیابی شد و خروجی های آن نشان داد دما و بارندگی نسبت به زمان حال افزایش می‏یابند. نتایج شاخص SPI نشان داد در هر دو دوره پایه (1985 2014) و آتی (2020-2049)، بیشترین خشکسالی ها و ترسالی ها به ترتیب در اواخر و نیمه ابتدایی دو دوره رخ داده‏اند. از آنجا که در شاخص SPEI در مقایسه با شاخص SPI پارامترهای اقلیمی بیشتری علاوه بر بارندگی برای ارزیابی خشکسالی لحاظ می‏شود و با توجه به افزایش روند دما در دوره حال و آینده، می‏توان گفت که نتایج شاخص SPEI، واقعی‏تر و منطقی‏تر از نتایج شاخص SPI است به‏طوری که ارزیابی خشکسالی بر اساس شاخص SPEI، شرایط خشکسالی شدیدتری را نسبت به شاخص SPI نشان داد.
    کلید واژگان: حوضه آبخیز تمر, خشکسالی, شاخص های SPI و SPEI, گزارش پنجم IPCC, مدل SDSM}
    Abdollah Pirnia, Mohammad Golshan, Samira Bigonah, Karim Solaimani *
    To predict climate change and its effect on drought future situation in Tamar Basin, first daily output data of CanESM2 model downscaled and predicted by SDSM model and also RCP 2.6 and RCP 8.5 scenarios in the 2020-2049 period. Then, drought conditions evaluated by predicted data and SPI and SPEI indices in the future. Trend analysis of temperature and precipitation variables also carried out by Mann-Kendall non-parametric test. The results of trend analysis showed that precipitation changes is negligible and increase of temperature in most time series is significant. The performance of SDSM model to predict temperature and precipitation data is also very suitable and its outputs showed that temperature and precipitation have increased rather than that in the baseline period. The results of SPI index indicated that in both the periods the most droughts and wets have occurred at the late and first half of the two periods respectively. Evaluation of drought by SPEI index showed more severe drought rather than SPI index and according to increase of temperature trend in the baseline period and also temperature increase in the future can say the results of SPEI index are more actual and logical than the results of SPI index.
    Keywords: Drought, SPI, SPEI indices, SDSM model, Fifth Assessment Report of IPCC, Tamar Basin}
  • مجید منتصری*، امیر نورجو، جواد بهمنش، مهدی اکبری
    دریاچه ارومیه در سال‏های اخیر به دلیل کاهش جریانات ورودی آب از زیرحوضه های خود با کاهش شدید حجم آب مواجه شده است. یکی از دلایل خشکی مستمر این دریاچه تغییرات اقلیمی و پدیده خشکسالی است. دو رودخانه زرینه‏رود و سیمینه‏رود از مهم ترین زیرحوضه های دریاچه ارومیه هستند و بیش از نیمی از ورودی آب دریاچه را تامین می کنند. در این میان، شناخت ابعاد مختلف پدیده خشکسالی و خصوصیات آماری آن مهم است و نخستین قدم در بررسی و مدیریت منابع آب حوضه و درک بهتر دلایل خشکی دریاچه ارومیه به شمار می‏آید. هدف از این پژوهش، بررسی رفتار اقلیمی حوضه های بررسی شده از دیدگاه خشکسالی هواشناسی طی چهار دهه گذشته است. در این تحقیق وضعیت خشکسالی در دو حوضه زرینه‏رود و سیمینه‏رود توسط شاخص بارش استاندارد شده، SPI با استفاده از داده های بارش ماهانه 31 ایستگاه در دوره آماری 1350 1393 در مقیاس زمانی سالانه و ماهانه (یک تا 48 ماهه) بررسی شد. دوره های ترسالی و خشکسالی و همچنین مقادیر شاخص SPI در مقیاس‏های مختلف زمانی و به صورت منطقه‏ای استخراج شد. در نهایت، نقشه پهنه‏بندی شاخص بارش استانداردشده برای سال‏های واقع شده در دوره های مهم ترسالی و خشکسالی با استفاده از روش‏های زمین آماری (کریجینگ، کوکریجینگ و فاصله معکوس) تهیه و ارزیابی شد. بررسی شاخص SPI طی چهار دهه گذشته، نشان می‏دهد به طور کلی زیرحوضه های جنوبی دریاچه ارومیه پس از تجربه دو دوره ترسالی و یک دوره خشکسالی، در 70 درصد سال‏ها در شرایط نرمال به‏سر برده اند. پس از وقوع خشکسالی متوالی طی دوره 1377 1380 به رغم حاکمیت شرایط نرمال تا سال 1393، روند کاهشی تراز دریاچه ارومیه ادامه یافته است که نشان می‏دهد علاوه بر تاثیر شرایط اقلیمی و کاهش بارش‏ها، عوامل دیگری نظیر بهره‏برداری نامناسب و برداشت بیش از حد از منابع آبی در سال‏های اخیر عامل اصلی تشدید بحران در حوضه دریاچه ارومیه بوده است. مقایسه و ارزیابی روش‏های مختلف زمین آماری به منظور توزیع مکانی شاخص خشکسالی با استفاده از معیار RMSE نشان داد روش کریجینگ دقت زیادی برای پهنه‏بندی خشکسالی دارد.
    کلید واژگان: دریاچه ارومیه, روش های زمین آمار, زرینه رود, سیمینه رود, شاخص SPI}
    Majid Montaseri *, Amir Nourjou, Javad Behmanesh, Mehdi Akbari
    In recent years, Urmia Lake faced with declining water level and shrinkig area of Lake due to reduced water inflow from sub basins. The Simeneh Rud and Zarrineh Rud Rivers comprise 51.6 % of the long term total surface water inflow into the Lake. The main aim of this research is investigation climate behavior of basins in view of metrological drought during recent four decates. In this case drought condition was monitored by using Standardized Precipitation Index (SPI) in deferent time scaled in 31 meteorological stations in Southern basins of Urmia Lake. Spatial distribution of drought indices using by geostatics methods including ordinary kriging, Co-Kriging and inverse distance method (IDW) were calculated, and regional drought map zoning were provided for wet and drough years.The results show that studid area experienced two wet period and one drouth period during recent four decates. After domination of 3 years drough and again govering normal condition over basins, drying Urmia Lake was continued because more factors, mainly human activities, beside of climate effects. In many years, the ordinary kriging model was more appropriate than the Co-Kriging and IDW for mapping regional drought.
    Keywords: SPI, Urmia Lake, Zarrineh Rud, Simeneh Rud, Geostatics metod}
  • غزال حسینی، محمد رحیمی*، مسلم جعفری، داود کرتولی نژاد
    در این تحقیق به منظور بررسی تاثیر عوامل اقلیمی احتمالی خشکیدگی درختان انجیر دیم استهبان، ابتدا داده های اقلیمی (میانگین بارندگی و دما) تهیه و مورد بررسی قرار گرفت. طول دوره آماری برای داده های بارندگی و دما 32 ساله از سال آبی (1360-1359) تا (1391-1390) بوده است. زمان در هر دو پارامتر به صورت سالانه و ماهانه در نظر گرفته شد. سپس با آزمون روند با استفاده از نرم افزارUGS و روش ناپارامتریک من-کندال، تغییرات پارامترهای بارش و دما در سری های زمانی در طول دوره آماری به دست آمد. شاخص SPI(12 و 6 ماهه) و در نهایت، شدت و تداوم خشک سالی محاسبه گردید. نتایج این پژوهش مبین روند معنی دار میانگین بارندگی و دمای برخی ماه ها در منطقه مورد مطالعه است. بارندگی فقط در اردیبهشت ماه و دما نیز در ماه های اسفند، خرداد و تیر دارای روند بوده است. این نتایج نشان دهنده عدم روند معنی دار میانگین بارندگی و دما در سری سالانه و ماهانه در منطقه مورد مطالعه است. به جز میانگین بارندگی اسفند ماه در ایستگاه های آباده تشک، فسا، علی آباد خفر و گوزون روند کاهشی و میانگین دمای اسفند ماه در ایستگاه های جهان آباد بختگان، دوبنه و رونیز علیا روند افزایشی داشته و همچنین خشک سالی نیز در شش ماهه اول سال ها با تداوم 5 تا 7 ساله همراه بوده که با توجه به تاثیر پراکنش بارش روی انجیرستان ها باعث خشکیدگی درختان گردیده است. نتایج حاصل از این تحقیق نشان می دهد که 36 درصد درختان آسیب دیده از خشک سالی می باشند. اگرچه در سال های اخیر فراوانی خشک سالی ملایم بیشتر بوده ولی تداوم خشک سالی همراه با خشک سالی های شدید و متوسط سال های 1387-1386 و 1388-1387 و همچنین افزایش دما در برخی ماه ها عامل خشکیدگی درختان انجیر دیم است.
    کلید واژگان: آزمون من, کندال, تغییر اقلیم, استهبان, انجیر دیم, شاخص خشک سالی SPI}
    Ghazal Hoseini, Mohammad Rahimi *, Moslem Jafari, Davood Kartooli Negad
    In this study the climate data (mean annual rainfall and temperature) were examined to investigate possible causes of rain-fed fig orchards drying of Estehban. Precipitation and temperature data for 32-years period 1980-2012 were obtained. Trend test and Mann-Kendall method were used to study changes in precipitation and temperature time series during the statistical period. Drought severity and duration were obtained as well. Results of this study represent no significant trend in the study area average annual precipitation and temperature parameters. However for precipitation of May and temperatures in the months of March, June and July, a significant trend was seen. The results represent no significant trend for precipitation and temperature average in series, annual and monthly in most cases in the study area. Precipitation Changes in stations (Abadeh tashk, Fasa, Aliabad Khafr and Gozon) show decreasing trend in temperature changes at March in stations (Jahan Abade Bakhtegan, Roniz Olia and Do Boneh). Increasing trend and also of drought in the first six months years of With persistence 5 to 7 year was associated Considering to the impact of precipitation distribution on fig Orchards drying. The results of this study show that 36% of trees are affected by the drought. Although in recent years the frequency of mild drought has been more and persistence of drought, with severe and moderate drought years 2007-2008 and 2008-2009 and also an increase in temperature some months leads to drying are rain-fed fig trees.
    Keywords: Climate Change, Drought, Estahban, Mann, Kendall Test, Rain, Fed Fig, SPI}
  • رضا دیهیم فرد، حامد عینی نرگسه، مسعود حقیقت
    موضوع تغییر اقلیم یکی از مهم ترین چالش های محققین در قرن 21 است و با توجه به نقش حیاتی آب در زندگی بشر، بررسی اثرات تغییر اقلیم بر شدت و فراوانی خشک سالی برای هر منطقه ضروری و مهم می باشد. هدف از این مطالعه پیش بینی پارامترهای هواشناسی استان فارس در شرایط تغییر اقلیم، محاسبه شاخص خشکی و پهنه بندی آن در این استان است. در این مطالعه به منظور پیش بینی اقلیم آینده در 9 شهرستان استان فارس (شیراز، اقلید، فسا، لار، لامرد، داراب، زرقان، نیریز و آباده) از دو مدل اقلیمی (HadCM3 و IPCM4) تحت سه سناریو (B1، A1B و A2) در سه دوره (30-2011، 65-2046 و 99-2080) استفاده شد. همچنین برای ریزمقیاس کردن پارامترهای اقلیمی از LARS-WG استفاده شد. برای محاسبه شاخص خشکی سالی از شاخص SPI در مقیاس زمانی 12 ماه استفاده شد. نتایج نشان داد که در دوره پایه شهرستان های آباده و لار در طبقه خشکی حاد (48/2- و 09/2-) قرار داشتند درصورتی که تحت شرایط تغییر اقلیم آینده شهرستان لامرد در طبقه خشکی حاد قرار می گیرد. بیشترین شدت خشک سالی با استفاده از مدل HadCM3 تحت سناریوی A2 در دوره 2099-2080 در نیریز (33/1) و کمترین شدت خشک سالی در شهرستان لامرد (58/2-) در دوره 2065-2046 با استفاده از مدل IPCM4 و تحت سناریوی A1B بدست آمد. به طور کلی نتایج نشان داد که در دوره پایه بخش عمده ای از مناطق استان فارس با استفاده از شاخص SPI در طبقه نرمال (نیمه جنوبی استان) و خشکی ملایم (نیمه شمالی استان) قرار دارند درحالی که در آینده عمده مناطق استان فارس در طبقه نرمال قرار خواهند گرفت.
    کلید واژگان: درون یابی, ریزمقیاس نمایی, سامانه اطلاعات جفرافیایی, مدل اقلیمی}
    Reza Deihimfard, Hamed Eyni Nargeseh, Masoud Haghighat
    Introduction
    Today, Climate change issue is one of the main challenges for scientists and due to the critical role of water in human life, the study of climate change impacts on severity and frequency of drought in each region seems to be indispensable (Hulme et al., 1999). Drought is usually occurred over a period of water shortage owing to less rainfall, high evapotranspiration and pumping a huge amount of water from water tables. This issue could have extensive consequences on agriculture, ecosystems and communities. The objectives of this study were to predict meteorological parameters, calculation of drought index and its zoning under the changing climate in Fars province.
    Materials And Methods
    In order to predict the future climate in nine districts of Fars province (including Shiraz, Eghlid, Fasa, Lar, Lamerd, Darab, Zarghan, Neiriz and Abadeh), two climate models (HadCM3 and IPCM4) was applied under three scenarios (B1, A1B and A2). LARS-WG software was applied to downscale climate parameters (Semenov and Barrow, 2002). To predict incident probability of drought in the all study locations, a drought index (Standardize Precipitation Index, SPI) was calculated at a time scale of 12 months. SPI is the most commonly used drought index. SPI is calculated based upon the differences between monthly rainfall and average rainfall for a certain period of time according to the time scale (Mckee et al., 1995). In this study the SPI time series have been estimated for the historical base period 1980-1990 and for three future periods (2011-2030, 2046-2065, 2080-2099). Finally, drought maps and zoning were conducted in the whole province using GIS and based on IDW interpolation method.
    Results And Discussion
    Results of climate models evaluation indicated that LARS-GW well predicted radiation, and maximum and minimum temperatures (RMSE of 0.51, 0.46 and 1.02%, respectively). However, the accuracy in prediction of rainfall was not as good as the other climatic variables (RMSE of 11.48%). This is mainly due to the fact that there is a high variability in rainfall under arid and semi-arid conditions. Other studies also showed that LARS-WG often over- or underestimate rainfall compared with other climatic variables. According to the simulated aridity index in the baseline period, Abadeh and Lar classified into extreme drought class (-2.48 and -2.09) while under future climate change Lamerd categorized in the extreme drought class. The most severe drought occurred in Neyriz (1.33) using HadCM3 model under A2 scenario in 2080-2099. While, the lowest drought severity obtained in Lamerd (-2.58) using IPCM4 model under A1B scenario in 2046-2065. According to the zoning maps, a vast majority of Fars province had normal climate in the baseline which, are mainly located in southern part of Fars including Neyriz, Darab, Fasa, Lamerd and Eghlid. In contrast, only a limited part of the study locations classified as drought included Abadeh, Zarghan and Lar. Results of t-test also showed that there is no difference between HadCM3 and IPCM4 climate models in terms of future climate prediction (p≥0.05). Results also revealed that for most of study locations, SPI would be in normal class for the all three periods compared with the baseline.
    Drought zoning in the baseline in 12 month time scale indicated that the lowest drought was occurred in southern part of Fars while the most severe was observed in both northern areas and some limited part of the south. It was generally concluded that the major part of the Fars province was in normal (the southern half of the province) and moderate class (the northern half of the province) for baseline period according to SPI. However, for projected period, major part of regions would be in normal class. As the Fars province is one of the major producers of cereals in the country, it is estimated the area will benefit from climate change in the future particularly under rainfed conditions.
    Conclusion
    The results of the current study showed that drought would be intensified under climate change in Fars province and most of the area will benefit from changing climate in the future. However, it is necessary for the authorities to take the results into account, and have applicable water resources management strategies to be able to deal with possible problems in the future decades. Decision makings also should be accomplished with especial considerations to the uncertainties that almost appear in the results.
    Acknowledgements: The authors acknowledge the financial support of the project (No. 600/4330 on March 2015) by Vice President for Research and Technology, Shahid Beheshti University, G.C., Iran.
    Keywords: Climate change, Drought index, SPI}
  • مجید رضایی، هادی معماریان*
    پیش بینی خشکسالی به عنوان یکی از راهکارهای مدیریتی است که به برنامه ریزان کمک خواهد کرد تا برنامه ریزی صحیحی برای استفاده از منابع محدود آب و خاک فراهم کنند. خراسان جنوبی بویژه در دهه اخیر به یکی از کانون های اصلی بحران خشکسالی در کشور تبدیل شده که این امر تاثیر بسزایی در کاهش تولید مواد غذایی، خطر گرسنگی، افت سطح آب زیرزمینی، تخریب خاک و اراضی داشته است. در این مطالعه با ترکیب سیگنال های اقلیمی بزرگ مقیاس با میزان بارش و مقادیر پیشین شاخص خشکسالی SPI، به بررسی کارآیی شبکه های عصبی-فازی CANFIS در پیش بینی خشکسالی منطقه اقلیمی بیرجند پرداخته شده است. از شاخص SPI به منظور تعریف و پایش خشکسالی در گام زمانی ماهانه استفاده شد. در این تحقیق و با مرور منابع انجام شده 9 شاخص اقلیمی بزرگ مقیاس جهت پیش بینی خشکسالی انتخاب شد. از بین شاخص ها، الگوهای NINO 1+2، NINO 3، MEI، TSA، AMO و NINO 3.4 به کمک روش رگرسیون گام به گام و بررسی ماتریس همبستگی، موثر بر خشکسالی شهر بیرجند تشخیص داده شدندکه در مدل سازی از آن ها بهره گرفته شد. طول دوره آماری 41 سال (2010-1970) می باشد که 60 درصد از این دوره جهت آموزش، 15 درصد جهت اعتبار سنجی متقابل و 25 درصد باقیمانده جهت آزمون شبکه مورد استفاده قرار گرفتند. الگوریتم مورد استفاده در آموزش شبکه، مومنتم و نوع تابع عضویت فازی، تابع گوسی انتخاب شد. با توجه به نتایج حاصل از روش رگرسیون گام به گام، 12 مدل استخراج شد. ولی با توجه به محدودیت شبکه CANFIS در اجرای مدل های با تعداد ورودی های بیش از 5 متغیر، فقط 8 مدل اول توسط شبکه CANFIS شبیه سازی گردیدند. نتایج آنالیز حساسیت شبکه نشان داد که تقریبا در کلیه مدل های مختلف، شاخص های NINO و بارش بیشترین تاثیر را بر عملکرد شبکه داشته اند. در مدل شماره 4 (بعنوان مدلی که کمترین میزان خطا را در فرآیند آموزش و آزمون نشان داد)، شاخص NINO 1+2(t-5) با متوسط حساسیت 7/0 بیش ترین تاثیر را بر عملکرد شبکه داشت. پس از آن متغیرهای بارش، NINO 1+2(t)و NINO 3(t-6) به ترتیب با حساسیت 59/0، 28/0 و 28/0 توانستند خروجی شبکه را بیش از همه تحت تاثیر تغییرات خود قرار دهند. بر اساس محاسبات آماری و شاخص های ارزیابی شبکه مشخص شد که همبستگی با تاخیر شاخص های اقلیمی نتایج قابل قبول تری بین خشکسالی و ENSO را ارائه داد. در مجموع مدل چهارم با ترکیبی از پارامترهای ورودی NINO 1+2 (با پنج ماه تاخیر و بدون تاخیر)، بارش ماهانه و NINO 3 (با 6 ماه تاخیر) و ضریب همبستگی 903/0 (بین مقادیر مشاهداتی و پیش بینی شده) به عنوان مناسب ترین مدل جهت پیش بینی خشکسالی در منطقه اقلیمی بیرجند با استفاده از شبکه CANFIS ارائه شد.
    کلید واژگان: پیش بینی خشکسالی, سیگنال های اقلیمی, SPI, شبکه CANFIS, ENSO}
    M. Rezaei, H. Memarian*
    Drought forecasting is an important tool for managers for exploitation of the limited resources of soil and water. Recently, Southern Khorasan has become one of the main centers in the country which suffers from severe drought. This study was aimed to assess the capability of CANFIS for drought forecasting of Birjand area through the combination of global climatic signals with rainfall and previous values of Standardized Precipitation Index (SPI). SPI was used to define and monitor the drought event in monthly time scale. In this study, nine global climatic indices were selected for drought simulation. Using stepwise regression and correlation analyses, the signals NINO 1, NINO 3, MEI, TSA, AMO and NINO 3.4 were recognized as the effective signals on the drought event in Birjand. In this work, for modeling, 41 years of climatic data records (1970-2010) were collected in which 60%, 15%, and 25% of them were extracted to be used in training, cross validation and testing processes, respectively. The momentum algorithm with Gaussian fuzzy membership function was utilized in network training process. Based on the results from stepwise regression analysis, 12 models were extracted for further processing by CANFIS. However, due to the limitation of CANFIS in the execution of training process with the inputs higher than 5, only 8 models were analyzed using CANFIS. Sensitivity analysis showed that for all models, NINO indices and rainfall variable had the largest impact on network performance. In model No. 4, as the model with the lowest error during training and testing processes, NINO 1(t-5) with an average sensitivity of 0.7 showed the highest impact on network performance. After that, the variables rainfall, NINO 1(t) and NINO 3(t-6) with the average sensitivity of 0.59, 0.28 and 0.28, respectively could have the highest effect on network performance. According to network performance metrics, it was established that the global indices with a time lag represented a better correlation with ENSO. Finally, the fourth model with a combination of the input variables NINO 1 (with 5 months of lag and without any lag), monthly rainfall and NINO 3 (with 6 months of lag) showed a correlation coefficient of 0.903 (between observed and simulated SPI) and was selected as the most accurate model for drought forecasting using CANFIS in the climatic region of Birjand.
    Keywords: Drought forecasting, Climatic signals, SPI, CANFIS, ENSO}
  • علی عصاره، ابراهیم امیری
    ایران کشوری است خشک و دچار بحران آب. با توجه به نقش آب های سطحی در اکوسیستم منطقه و تاثیر خشک سالی بر کمیت و کیفیت این آب ها، تحقیق حاضر به منظور بررسی فراوانی وقوع خشک سالی در استان خوزستان انجام شد. به این منظور از آمار بارندگی سالانه ایستگاه های سینوپتیک دزفول، شوشتر، بهبهان، آبادان، مسجد سلیمان، اهواز و ایذه برای یک دوره آماری 20 ساله (1391-1370) استفاده گردید. آزمون صحت و همگنی داده ها به روش ران تست و جرم مضاعف انجام شد. سپس فراوانی وقوع و شدت خشک سالی بر اساس 5 شاخص، تحلیل داده های بارندگی (SPI) ، روش شاخص آستانه نرمال اقلیمی (RI) ، شاخص بارش قابل اعتماد (DR) ، روش نیچه و روش PNPI موردمطالعه قرار گرفت. نتایج به دست آمده از روش SPI نشان داد که در ایستگاه های اهواز، دزفول، آبادان، مسجد سلیمان، بهبهان، ایذه و شوشتر به ترتیب 7، 6، 6 ، 6، 7، 9 و 8 مورد از انواع خشک سالی، بر اساس شاخص RI در ایستگاه های منتخب به ترتیب 10،4،3، بدون بروز خشک سالی،5،4 و 4 مورد خشک سالی، بر اساس شاخص DR در ایستگاه های اهواز، دزفول، مسجد سلیمان، بهبهان و ایذه 6 مورد و در ایستگاه های آبادان و شوشتر 5 مورد خشک سالی، بر اساس روش نیچه در ایستگاه های اهواز و دزفول 5 مورد در ایستگاه های آبادان و بهبهان 4 مورد، در ایستگاه مسجد سلیمان 3 مورد، در ایستگاه شوشتر 2 مورد و در ایستگاه ایذه یک مورد خشک سالی اتفاق افتاده است. این در حالی است که نتایج تحقیق بر اساس شاخص PNPI نشان داد در ایستگاه های بهبهان و ایذه 9 مورد خشک سالی، در ایستگاه های اهواز، مسجد سلیمان و شوشتر 7 مورد خشک سالی و در ایستگاه های دزفول و آبادان 6 مورد خشک سالی اتفاق افتاده است. نتایج نشان می دهد که در تمام ایستگاه های موردمطالعه در طول سال های آماری حداقل 30 درصد خشک سالی اتفاق افتاده است.
    کلید واژگان: خشک سالی, SPI, شاخص نرمال اقلیمی, شاخص بارش قابل اعتماد, روش نیچه, PNP}
    Ali Assareh, Ebrahim Amiri
    Iran is an arid country with water crisis. Regarding the role of surface water in the region's ecosystems and the impact of drought on water quantity and quality, the present study was conducted to investigate the frequency of droughts in Khuzestan province. For this purpose, the annual rain fall of statistics synoptic stations were used for Dezful, Shoushtar, Behbahan, Abadan, Masjed Soleiman, Ahvaz and Izeh for a period of 20 years. Data correctness and uniformity test were done on the method of test runs and doubly mass. Then, the occurrence frequency and droughts severity was studied based on five indexes namely, analysis of rainfall data (SPI), normal threshold climate Index (RI), reliable rainfall index (DR) and the methods of Niche and PNPI. Results for SPI index showed that in the stations of Ahvaz, Dezful, Abadan, Masjed Soleiman, Behbahan, Izeh and Shoushtar were 7, 6, 6, 6, 7, 9 and 8 cases of droughts, respectively. On the basis of RI index at selected stations were 10, 3, 4, no drought, 4, 5 and 4 cases of droughts.On basis of DR index at the stations of Ahvaz, Dezful, Masjed Soleiman, Behbahan and Izeh 6 cases and at the stations of Abadan and Shoushtar 5 cases of droughts, based on Niche at the stations of Ahvaz and Dezful 5 cases, at the stations of Abadan and Behbahan 4 cases, at the stations of Masjed Soleiman 3 cases, at the stations of Shoushtar 2 cases and at the station of Izeh one case of drought were observed. However, the results of research based on PNPI index showed that at the stations of Bahaman and Izeh 9 cases of droughts, at thestationsof Ahvaz,Masjed Soleiman and Shoushtar 7 cases and at the stations of Dezful and Abadan 6 cases of droughts were occurred. The results showed that in all the studied stations during each year at least 30% drought has occurred.
    Keywords: Drought, SPI, Normal indexes of climate, Reliable rainfall index, Niche method, PNPI}
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال