-
هدف
خشک سالی یکی از پدیده های اقلیمی است که در پهنه وسیعی از کشور ایران از جمله استان فارس به اشکال متفاوت هواشناسی، هیدرولوژیکی، کشاورزی و اقتصادی- اجتماعی قابل مشاهده است. برای بیان کمی این پدیده و پایش آن نیاز به استفاده از نمایه های خشک سالی می باشد.
روش پژوهش:
به منظور ارزیابی نمایه های مختلف خشک سالی در استان فارس از اطلاعات دما، تبخیر و بارش 113 ایستگاه هواشناسی در داخل و مجاور استان در یک دوره آماری 51 ساله (95-1345) و هم چنین نه نمایه خشک سالی شامل SPEI، SIAP، DI، SPI، PN، MCZI، CZI، RDI و ZSI استفاده شد. پس از اطمینان از تصادفی بودن، همگن بودن و نرمال بودن داده ها، به منظور انتخاب بهترین نمایه خشک سالی از سه روش ارزیابی کمینه مقدار بارش، توزیع نرمال و همبستگی متقابل استفاده شد.
یافته هانمایه SPEI دارای کم ترین میزان اختلاف طبقات مختلف خشک سالی نسبت به سایر نمایه ها براساس روش توزیع نرمال است. براساس روش همبستگی متقابل نمایه ZSI دارای بیش ترین همبستگی و مشابهت با نمایه SPI می باشد. هم چنین روش کمینه مقدار بارش نشان داد که کلیه نمایه ها در سال های کمینه بارش، طبقات خشک سالی خیلی شدید و شدید را نشان می دهند و لذا این روش نمی تواند معیاری برای انتخاب نمایه مناسب خشک سالی باشد.
نتیجه گیریدر شش سال از 30 سال موردبررسی، اکثرا خشک سالی شدید فراگیر در استان رخ داده است که به ترتیب شامل سال های 63-1362، 68-1367، 73-1372، 79-1378، 87-1386 و 88-1387 می باشد. بررسی نتایج نمایه ها برای تعداد 10 ایستگاه نمونه در سطح استان نشان داد دو نمایه SIAP و RAI نتایج همسانی را دارند.
کلید واژگان: استان فارس، نمایه های خشک سالی، بارش، همبستگی متقابل، SPIObjectiveDrought is one of the climatological phenomena that affect the vast majority of Iran, including Fars Province, in terms of metrological, hydrological, agricultural and socio-economical aspects. Quantitative description and monitoring of this phenomenon requires the utilization of drought indices.
Research MethodologyTo evaluate various drought indices in the Fars province, temperature, precipitation, and evaporation data of 113 stations in and close to the province (including synoptic, climatological stations and rain gauge stations) were collected and analyzed for 51 years (1966-2016). Additionally, 9 drought indices including SPEI, SIAP, DI, SPI, PN, MCZI, CZI, RDI and ZSI were employed. After ensuring data randomness, homogeneity, and normality, the three evaluation methods of minimum rainfall, normal distribution, and cross-correlation were utilized to select the most efficient drought index.
FindingsThe SPEI index has the lowest difference between different drought classes compared to other indices based on the normal distribution method. According to the cross-correlation method, ZSI index has the highest correlation and similarity with the SPI index. Also, the minimum rainfall method showed that all indicators in the years of minimum rainfall show very severe and severe drought classes and this method cannot be a criterion for selecting the appropriate drought index.
ConclusionIn six years out of the 30-year period under evaluation, widespread severe drought had occurred across the province which include the years 1984, 1989, 1994, 2000, 2008, and 2009. Assessment of the indices for ten selected stations across the province indicated the two SIAP and RAI indices to yield similar outcomes.
Keywords: Cross, Correlation Drought Fars Province Precipitation SPI -
خشک سالی، یکی از پدیده های آب وهوایی است که در همه مناطق کره زمین رخ می دهد و برای ارزیابی آن شاخص های گوناگون گسترش یافته اند. به منظور پایش وضعیت و بررسی چگونگی گسترش خشک سالی در سطح دشت نیشابور از داده های بارندگی و دمای حداقل و حداکثر 13 ایستگاه تبخیرسنجی و 3 ایستگاه سینوپتیک طی یک دوره 30 ساله استفاده شد. خشک سالی بر اساس 6 شاخص SPI، aSPI، RDI، eRDI، SPEI و SPEIEP، بررسی شد. به منظورانتخاب بهترین روش تبدیل داده های نقطه ای به منطقه ای و شناخت دقیق تر نحوه گسترش خشک سالی در سطح دشت روش های زمین آماری کریجینگ ساده، معمولی و عمومی موردبررسی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که بر مبنای مقادیر جذر میانگین مربعات خطا (RMSE) که در محدوده 17/0 تا 3/0 قرار دارند، در رابطه با شاخص های SPI، aSPI، RDI و eRDI مناسب ترین روش پهنه بندی وقایع خشک سالی شدید و بسیار شدید، روش کریجینگ معمولی می باشد. در حالی که در مورد شاخص های SPEI و SPEIEP مناسب ترین روش پهنه بندی، روش کریجینگ ساده می باشد. بر اساس شاخص های SPEI و SPEIEP در سال های اخیر تعداد وقایع خشک سالی در منطقه افزایش یافته است. نتایج استفاده از شاخص موران در تحلیل همبستگی مکانی خشک سالی نشان می دهد که بین ایستگاه ها، همبستگی مکانی بالایی حاکم است (مقادیر شاخص موران بین 7/0 تا 8/0). با توجه به خطای کمتر شاخص SPEIEP در تعیین نحوه گسترش خشک سالی در سطح دشت نیشابور و همچنین با توجه به این که این شاخص اثر گرمایش جهانی در افزایش تبخیر و تعرق را هم لحاظ می کند، پیشنهاد می شود که به منظور پایش وضعیت خشک سالی در دشت نیشابور از شاخص SPEIEP استفاده شود.
کلید واژگان: پهنه بندی خشک سالی، دشت نیشابور، شاخص های خشک سالی، گسترش مکانی خشک سالیAlmost all regions of the world suffer from drought in one way or another. Various indices have been developed to better evaluate and understand the drought. Here, we investigate the spread of drought in the Neishabour plain using the data collected during the hydrological years of 1990 to 2018. Our dataset includes rainfall and minimum/maximum temperature collected by 13 climatological stations and 3 synoptic stations in the region. The drought was analyzed based on 6 indices: SPI, RDI, SPEI, aSPI, eRDI, and SPEIEP. For the first 3 indices, the total amount of precipitation was used, while for the rest, the amount of effective precipitation based on the USBR method was used. To better understand how drought spreads in the plain we needed to convert point data to regional data, to this end we investigated simple, ordinary, and general kriging of geostatistical methods. Our results showed that the two-by-two correlation coefficient between indices varied between 0.65 and 0.97. In all stations, the lowest R2 value belonged to the comparison between SPI and SPEIEP. In general, there was a high correlation in comparing the indices that used the amount of effective precipitation with corresponding indices that used the amount of total precipitation. Specifically, the comparison between eRDI-vs-RDI and aSPI-vs-SPI showed R2 values higher than 0.98 and SPEI-vs-SPEIEP showed R2 values higher than 0.96. In addition, SPI, aSPI, RDI, and eRDI indices were highly correlated with each other. This similarity of behavior exists in determining the most appropriate method of drought zoning in the studied area. To better dissociate between different methods and determine the optimum one, we looked at root mean square error (RMSE) values. Based on RMSE values the optimum method of zoning severe and extreme drought events was the ordinary kriging method. However, in the case of SPEI and SPEIEP, the most suitable zoning method was simple kriging. Furthermore, indices that use evaporation and transpiration better showed the extent of the drought area in recent years compared to the SPI index that only considers rainfall. This could be due to the effect of global warming on increase in evaporation and transpiration. We may therefore conclude that effective precipitation, precipitation, and evapotranspiration had a positive spatial correlation with each other in the study area because the findings of Global Moran's spatial autocorrelation index indicated cluster patterns for all 6 drought indices in the area. In most of the stations, a prominent cluster pattern was observed in the years with severe and very severe droughts, according to the local Moran's index results. Overall, our results suggest the usage of the SPEIEP index to monitor the drought in the Neishabour plain, considering the increasing temperature and also the smaller error of the SPEIEP index in determining the expansion of drought in the plain. In addition, considering that the SPEIEP index is relatively new and requires more studies in this basin and other basins, it is suggested that evaporation and transpiration be estimated with other methods such as Blaney-Kreider, Torrent-White, and Penman-Monteith and also effective precipitation with the other methods. Influence of the effective precipitation and evapotranspiration estimation method on SPEIEP index values should also be investigated. Additionally, it is recommended that more research be done on the spatial autocorrelation of drought in various geographic and climatic conditions across the country (Iran). If at all possible, it should also be looked into as how the severity of the drought or the geographical characteristics of the regions affect the degree of spatial autocorrelation of drought.
Keywords: Drought Indices, Drought Zoning, Neishabour Plain, Spatial Expansion Of Drought -
Geopolitics, Volume:20 Issue: 2, Summer 2024, PP 171 -185
Iraq's Hammar marsh was a key region for food production economically. The Hammar marsh's ecosystem had started to deteriorate by 1980 because of the war. Ever since then it has had serious issues brought on by both natural and human causes. We highlight these issues, their links, and how social and economic forces led to environmental deterioration in this essay by focusing on globalization. We measured changes in ecological, economic, and social systems using a variety of metrics during the last 20 years in order to quantify the issues and chronicle the changes. Significant climatological changes, including decreases in precipitation and humidity as well as temperature rises, have influenced environmental deterioration in the Hammar marsh. The Hammar marsh's social structures were also subjected to a great deal of stress, including as conflict and sanctions. To determine how the environment has changed across three periods between 2002, 2012, and 2022, we computed and examined categorization changes in Landsat images. Throughout the research region, changes in climatological variables were linked to changes in the vegetation and water.
Keywords: Globalization, Marsh’S Environment In Iraq, Geospatial Analysis, Social, Economic Factors -
In this paper, a feasibility study is conducted on a photovoltaic-low-speed wind turbine-battery zero-energy building for a 175 m2 residential house in Gorgan. First, the climatological data of Gorgan City related to the amount of solar radiation and wind speed for the past 50 years have been extracted and then they are analyzed annually, monthly, and hourly using Climate Consultant software to check how Renewable resources can be used to produce clean energy. To determine the number of devices required, the annual energy requirement of the residential unit should be estimated. For this purpose, the power and energy consumption of the residential unit has been estimated based on its consumption data in the last year and analyzed using RETScreen1 software. The designed zero energy system has energy exchange with the grid and sends excess energy to it. The results of climate data analysis show that there is a possibility of wind and solar energy efficiency in this region. Although the price of energy in the region is low, due to economic efficiency, the lack of non-renewable energy resources, and the need to replace these resources, the use of wind turbines and solar panels to supply the required electrical energy is necessary.
Keywords: environmental features, Hybrid system, Photovoltaic-wind-battery zero energy system, Rate of return -
شناخت تیپ های هوای روزانه هر مکانی در شناخت اقلیم طولانی مدت آن نقش موثری دارد. در این پژوهش بر اساس روش طبقه بندی ووس با رویکرد اقلیم شناسی ترکیبی از متغیرهای مقادیر حداقل، میانگین، حداکثر دما و میزان ابرناکی و بارش روزانه در 39 ایستگاه سینوپتیک که پراکندگی مناسبی در کشور داشته ونیز آمار کاملی داشتند، طی دوره زمانی 2021-1985 استفاده و تیپ های هوایی با تکنیک کدگذاری شناسایی شد. بررسی ها مشخص نمود که تیپ های اصلی دمایی کشور عمدتا بین تیپ های داغ تا گرم قرار داشته و ضمنا کدهای فرعی نیز بیشتر در دامنه بین ابرناکی کم تا متوسط و بدون بارش را شامل می شود. سپس با استفاده از روش خوشه بندی وارد، 3 گروه اقلیمی شناسایی شد. ویژگی های جغرافیایی هر محل همچون موقعیت، ارتفاع، دوری و نزدیکی به دریا، مشخصات سینوپتیکی بر اساس میزان تاثیرگذاری شان، مهم ترین تاثیر را در تفکیک منطقه ای گروه ها از هم در کشور دارند. نتایج حاصل از این پژوهش می تواند در تعین تقویم آب و هوایی هر منطقه طی دوره های زمانی مختلف درزمینه های متعدد کشاورزی، گردشگری و غیره مورد استفاده قرار گیرد.
کلید واژگان: تیپ هوا، ووس، اقلیم شناسی ترکیبی، تنوع اقلیمیUnderstanding the daily weather types of any specific location is crucial for identifying its long-term climate patterns. In this study, we utilized the Wos classification method in conjunction with a comprehensive climatological approach to analyze key variables, including minimum, average, and maximum temperatures, as well as cloud cover and daily precipitation. Data from 1985 to 2021 were collected from 39 synoptic stations, which exhibited a well-distributed representation across the country and provided complete datasets. Weather types were identified using established coding techniques. The findings indicated that the predominant temperature types in the country are primarily categorized as hot and very hot, with sub-codes reflecting generally low to moderate cloud cover and negligible precipitation. Furthermore, the application of Ward's clustering method facilitated the identification of three distinct climatic groups. The geographical characteristics of each location, including factors such as altitude, latitude, proximity to the sea, and synoptic influences, play a significant role in the regional differentiation of these groups within the country. The outcomes of this research can be instrumental in developing weather calendars for various regions, with implications for numerous sectors including agriculture and tourism.
Keywords: Weathertype, Woś, Complex Climatology, Climate Diversity -
خشکسالی یک بحران طبیعی است که در بین همه بحران های طبیعی از منظر تحت تاثیر قرار دادن جوامع، در جایگاه نخست است، با توجه به اهمیت خشکسالی و تاثیر مخرب آن بر مناطق مختلف از جمله ایران، انجام مطالعه جامع تری در مورد این پدیده طبیعی بر اساس شاخص خشکسالی مناسب، ضروری است. در واقع تشخیص دوره های خشکسالی با استفاده از یک شاخص مناسب منجر به راهکارهای مناسب برای مدیریت بهتر خشکسالی می شود. از سوی دیگر در سالیان گذشته در شهرستان سراوان وقوع خشکسالی های پی درپی موجب اثرات منفی بر کشاورزی، منابع آب و اقتصادی و اجتماعی داشته است. از این رو شناسایی اثرات خشکسالی بر ناپایداری زیست محیطی در این شهرستان و ارائه راهکارهای مناسب در راستای کاهش تخریب محیط زیست در این منطقه ضروری به نظر می رسد. از این رو در این پژوهش هشت شاخص خشکسالی شامل شاخص دهک های بارندگی (DPI)، شاخص درصد نرمال بارندگی (PNPI)، شاخص خشکسالی پالمر (PDSI)، شاخص ذخیره آب سطحی (SWSI)، شاخص بارش استاندارد (SPI)، شاخص رطوبت زارعی (CMI)، شاخص ناهنجاری های بارندگی (RAI) و شاخص خشکسالی موثر (EDI) به منظور بررسی شدت خشکسالی با استفاده از شاخص های خشکسالی در شهرستان سراوان پرداخته شد. نتایج بررسی خشکسالی با استفاده از این شاخص ها نشان داد که مناطق با وضعیت خشکسالی بیشترین مساحت را در منطقه پوشش داده این کلاس در بخش های مرکزی، غرب و شمال غرب و شرق به صورت پهنه وسیعی گسترده شده است. کلاس با وضعیت خشکسالی شدید نیز بخشی از شمال و شمال شرق منطقه به خود اختصاص داده است.کلید واژگان: توسعه پایدار، شاخص خشکسالی، سراوان، مدیریت بحرانNatural Drought, a natural phenomenon that ranks foremost among all natural disasters in its impact on communities, demands a comprehensive study utilizing appropriate drought indices given its significance and detrimental effects on diverse regions, including Iran. Effective drought management strategies hinge on accurate identification of drought periods using suitable indices. Saravan County has experienced recurrent droughts in recent years, with severe consequences for agriculture, water resources, and socioeconomic conditions. Identifying drought's effects on environmental sustainability in this county and proposing effective measures to mitigate environmental degradation is crucial. This study employed eight drought indices to assess drought severity in Saravan County: Decile Precipitation Index (DPI), Percent of Normal Precipitation Index (PNPI), Palmer Drought Severity Index (PDSI), Standardized Water Supply Index (SWSI), Standardized Precipitation Index (SPI), Crop Moisture Index (CMI), Rainfall Anomaly Index (RAI),Effective Drought Index (EDI). The analysis revealed that areas experiencing drought conditions occupy the most extensive area in the region, with this category spanning vast areas in the central, western, northwestern, and eastern parts. The severe drought category encompasses a portion of the northern and northeastern region. The findings highlight the need for adopting a comprehensive approach to drought management in Saravan County, incorporating multiple drought indices to accurately assess drought severity and implement effective mitigation strategies. By understanding the spatiotemporal distribution of drought, policymakers and stakeholders can develop targeted interventions to safeguard the region's agricultural productivity, water resources, and environmental sustainability.Keywords: Sustainable Development, Drought Index, Saravan, Crisis Management
-
خشکسالی از مهم ترین پدیده های اقلیمی است که مخاطرات و پیامدهای زیادی برای انسان و محیط زیست دارد. در این پژوهش، از داده های دما و بارندگی 20 ایستگاه سینوپتیک شمال غرب ایران در دوره آماری 35 ساله (2021-1987) به منظور استخراج و تحلیل روند شاخص خشکسالی PDI و مقایسه آن با شاخص های SPI و SPEI استفاده شد. نتایج نشان داد براساس شاخص PDI، حدود 85% ایستگاه ها، روند صعودی و 15% ایستگاه ها، روند نزولی دارند. ازلحاظ تغییرات مکانی ایستگاه مراغه، تبریز، سراب، سقز، خوی، ماکو و خلخال دارای بیشترین خشکسالی، و ایستگاه های خرمدره، سنندج، زنجان، تکاب، بیجار و جلفا دارای کمترین خشکسالی سالانه بوده است. علاوه بر این، بیشترین دوره ترسالی در ایستگاه بیجار و طولانی ترین دوره خشکسالی در ایستگاه اردبیل مشاهده شد. در بازه زمانی 1991 تا 1994 تقریبا تمام ایستگاههای مورد مطالعه، شرایط ترسالی داشتند. پس از 1998 تقریبا تعداد ایستگاه های با شرایط خشکسالی، افزایش داشت و در بازه زمانی 2012 تا 2017 بیشتر ایستگاه ها، خشکسالی را تجربه کردند. نتایج نشان داد همبستگی بالایی بین شاخص PDI و شاخص های متداول خشکسالی SPI و SPEI وجود دارد. از شاخص PDI به دلیل محاسبه آسان و مستقل بودن آن از پارامترهای آماری، در تحلیل خشکسالی استفاده شد.کلید واژگان: خشکسالی هواشناسی، تحلیل روند، تغییر اقلیمIntroductionDrought stands as an inevitable natural disaster with no means of prevention. Its detrimental impacts extend across diverse sectors, including water resources, agriculture, and the environment. Drought is typically defined as a substantial scarcity of natural freshwater resources persisting over an extended period due to shifts in precipitation and temperature patterns. Consequently, periods marked by below-average rainfall often result in temporary drought, particularly in arid and semi-arid regions characterized by relatively high temperatures. Globally, drought events are classified into four categories: meteorological, soil moisture (agricultural), hydrological, and socio-economic. Studying drought becomes imperative for implementing optimal solutions and strategies to manage water resources and ensure food security, among other concerns.Materials and MethodsThis research utilizes the Pedj Drought Index (PDI), a unique and potent tool, to delve into drought analysis. The PDI, grounded in precipitation and temperature data, offers a more accurate and accessible understanding of drought's spatial and temporal characteristics. Based on yearly averages at stations, this innovative approach provides a fresh perspective on drought analysis. We gathered and scrutinized annual rainfall and temperature data from 20 synoptic stations in Northwestern Iran from 1987 to 2021 to conduct this study. The PDI's accuracy and accessibility make it a reliable choice for drought analysis, providing a comprehensive view of the situation.ResultsFrom 1991 to 1995, most of the studied stations experienced wet conditions, while from 2013 to 2017, they faced a severe drought. The most extended wet period occurred in the south at the Bijar station (9 years), and the most prolonged drought period happened in the east at the Ardabil station (8 years). The maximum wet period based on the PDI index (9 years) was observed at the Bijar station, and the most prolonged drought period was at the Ardabil station (8 years). In the northwest of the country, the average duration of the most extended wet periods is 5.5 years, and the average duration of the most prolonged drought periods is 7.5 years. Additionally, the central station experienced two 5-year drought periods, and the Tabriz station underwent two 4-year wet periods. Based on the precipitation anomaly index, 60% of the stations (12 stations) showed a decreasing trend in precipitation anomalies, with the Sanandaj and Maragheh stations having a significant 95% decrease. In comparison, only 40% (8 stations) exhibited an insignificant upward trend in precipitation. The temperature anomaly index showed an upward trend in all studied stations, with only Bijar, Takab, Sarab, and Miandoab stations (highlighted in red) having a significant 95% increase. According to the drought index PDI, none of the stations experienced extremely dry (ExD) or moderately dry (MiD) conditions. The highest percentage of severe drought was observed in Zanjan (71.5%), moderate drought in Khalkhal (20%), and mild drought in Tabriz, Maragheh, and Piranshahr (42.85%). Severe dryness was observed in the Bijar station (42.85%), moderate dryness in Maku (17%), severe dryness in Takab, Khormabad, and Miandoab (71.5%), and highly severe dryness (71.5%) in Ardabil Province. These findings underscore the urgent need for effective drought management and water resource planning in the northwest region of Iran. These findings underscore the urgent need for effective drought management and water resources planning in the northwest area of Iran. Discussion andConclusionThis study investigated the effects of annual mean precipitation and temperature changes on drought and long-term dry events using the PDI index in 20 stations in the northwest region of Iran, spanning five provinces over 35 years (1987-2021). The northwest Iran stations experienced wet periods from 1990 to 1994, dry periods from 1998 to 2001, and from 2013 to 2017. The most extended wet period was approximately 5.5 years, and the longest prolonged drought period was around 7.5 years. On an annual scale, the PDI could describe the spatiotemporal variations of drought and wetness in the study area to a considerable extent. Despite its simplicity, the PDI provided highly accurate results compared to common drought indices such as SPI and SPEI, which rely on statistical assumptions and distribution-related parameters. The stronger correlation of PDI with SPEI, as opposed to SPI, demonstrates the capability of PDI to explain the effects of precipitation and temperature changes on drought and wetness in the northwest region of Iran.Keywords: Meteorological Drought, Trend Analysis, Climate Change
-
نشریه مهندسی عمران و محیط زیست دانشگاه تبریز، سال پنجاه و چهارم شماره 1 (پیاپی 114، بهار 1403)، صص 142 -151
خشکسالی یکی از بلایای طبیعی است که سالانه خسارات فراوانی را برای جوامع مختلف به دنبال دارد. پایش خشکسالی ها می تواند اطلاعات باارزشی جهت تدوین برنامه های مقابله با خشکسالی و کاهش خسارات مربوط به آن در اختیار مدیران و برنامه ریزان منابع آب بگذارد. در تحقیق حاضر، خشکسالی هواشناسی چهار ایستگاه سینوپتیک (Synoptic Scale Meteorology) اهر، جلفا، تبریز و مراغه در استان آدربایجان شرقی، شرق دریاچه ارومیه با استفاده از شاخص خشکسالی RDI در دوره آماری 1955 تا 2019 مورد بررسی و تحلیل قرار گرفت. برای محاسبه شاخص RDI از داده های بارش و تبخیر تعرق پتانسیل ماهانه با روش فائو پنمن مانتیث (FP-M) استفاده شد. شاخص RDI برای هر ایستگاه به صورت جداگانه و درسه مقیاس زمانی 6، 9 و 12 ماهه محاسبه گردید و نتیجه محاسبات نشان داد در مقیاس زمانی 12 ماهه پایش خشکسالی بهتر از مقیاس های زمانی دیگر می باشد. سپس با استفاده از الگوریتم های Kstar و GPR شاخص RDI در سه مقیاس زمانی مدل سازی شد. نتایج حاصل از معیارهای ارزیابی، عملکرد بالای الگوریتم های ذکرشده را نشان داد به طوری که مقدار عددی ضریب همبستگی الگوریتم GPR برای همه ایستگاه ها 92/0 و همین ضریب با الگوریتم Kstar در بازه 91/0 تا 92/0 قرار دارد. همچنین مقدار عددی RMSE با الگوریتم GPR بازه 31/0 تا 39/0 و الگوریتم Kstar 32/0 تا 51/0 را به دست آورد. از این نتایج می توان ادعا کرد که الگوریتم GPR با دقت بالاتری شاخص خشکسالی RDI را مدل کرده است.
کلید واژگان: الگوریتم Kstar، پایش خشکسالی RDI، رگرسیون فرایند گاوسی، شرق دریاچه ارومیهJournal of Civil and Environmental Engineering University of Tabriz, Volume:54 Issue: 1, 2024, PP 142 -151Drought is a severe hydrological event that can cause serious problems in human life. In this context, it can have adverse effects on water supply and quality, public health, agricultural productivity, land degradation, desertification, famine, etc. (Madadgar and Moradkhani, 2014; Li et al., 2020). In a general classification, drought events are classified into four different categories, meteorological, hydrological, agricultural and socio-economic droughts (Wilhite and Glantz, 1985; Khadr, 2016). Some of the well-known and common meteorological drought indices in drought monitoring include Palmer Drought Severity Index (PDSI), Drought Identification Index (RDI), Standardized Precipitation Index (SPI) and Standard Precipitation Evapotranspiration Index. Considering the significant role of evaporation and transpiration in the water balance, it is necessary to consider its effect when studying drought in a particular region. Based on this, RDI, which includes both precipitation and evaporation and transpiration, can be considered as a reliable indicator for drought monitoring (Moeinifar et al., 1400). According to importance of drought as a natural phenomenon in hydrological and meteorological studies, its monitoring and forecasting with a suitable approach can be important. The main role of Drought prediction in risk management, reducing the effects of drought on existing water resources and their optimal use, the possibility of rational decision-making by decision makers to minimize the damages caused by drought, as well as planning and managing resource projects. It has water. (Khadr et al., 2016; Madrigal et al., 2018; Beyaztas and Yaseen, 2019). Among the models worked till date, single Kstar and GPR models are the newest models for drought prediction.
Keywords: KSTAR Algorithm, RDI Drought Monitoring, Gaussian Process Regression, East Of Lake Urmia -
خشکسالی از آثار تغییر اقلیم و خصوصا کاهش بارندگی ها نسبت به حد میانگین درازمدت است. به دلیل تغییرپذیری مکانی و زمانی خشکسالی در اقلیم های مختلف آب و هوایی ایران، تعیین جهت این تغییرات می تواند در مدیریت آب و تخصیص آن به جنبه های مختلف کاربری، نقش مهمی داشته باشد. در این مطالعه، به منظور بررسی توزیع زمانی خشکسالی، از روش ناپارامتری من کندال در 28 ایستگاه سینوپتیک کشور طی سال های 1981 تا 2010 استفاده شد. بررسی توزیع مکانی نیز با روش زمین آمار در محیط نرم افزار ArcGIS10.3 صورت گرفت. نتایج روندیابی خشکسالی با شاخص بارش استاندارد شده (SPI) گویای تفاوت رفتاری شاخص خشکسالی در اقلیم های مختلف کشور بود. با بررسی شاخص بارش استاندارد شده (SPI) مشخص گردید که اکثر اقلیم های مورد بررسی دوره خشکسالی سالانه را تجربه کرده اند. از نظر وقوع خشکسالی، بیش ترین خشکسالی سالانه در اقلیم خشک با زمستان خنک تابستان گرم مشاهده گردید. به طوری که در این اقلیم، درصد وقوع سال های خشک به طور میانگین 55/20 درصد بدست آمد. نتایج آزمون من کندال شاخص بارش استاندارد شده (SPI) نیز بیان گر روند افزایش معنی دار خشکسالی در سه فصل بهار، پاییز، زمستان و مقیاس سالانه بود. شدیدترین روند افزایش خشکسالی در ایستگاه سنندج مشاهده گردید. بررسی توزیع مکانی خشکسالی نشان داد در مقیاس سالانه، شدیدترین خشکسالی در بخش جنوب شرقی کشور می باشد. در مقیاس فصلی، توزیع مکانی خشکسالی ناهمگون بود. لیکن در فصل زمستان توزیع مکانی خشکسالی بیان گر استقرار خشکسالی نرمال در سطح کشور است.
کلید واژگان: شاخص SPI، سنندج، من کندال، ARCGISDrought is result of climate change and specific principle decrease relation to longterm mean margin.for local & time drought variation in disparate weather climate in Iran, nomination vector this variation can in water management and that designation to control variation aspects, these have mater role. In this study the drought variation trend using non-parametric Mann-Kendall in 28 synoptic stations from 1981 to 2010 were studied. Also local dispense survey with earth statistics in ArcGIS9.3 software accomplish. The results of trending drought using Standardized Precipitation Index (SPI) represent the different behavior of drought index in different climates. The results of SPI showed that the majority of climates surveyed have experienced annual drought period. The occurrence of droughts, dry climate with cool winter and hot sammer of the highest annual drought was observed. As this climate drought years mean occurrence percent 20.55 percent was observed. Mann-Kendall test results Standardized Precipitation Index (SPI) also Represents that in the 3 seasons, spring, fall, winter and annual scale significant trend increase. The most trend drought significant increase was observed in Sanandaj. Surveyed local dispense observed in annual scale The most drought in south-east of country was increase was observed. In seasons scale, drought local dispense was heterogeneous. But in winter season drought local dispense explanatory was normal drought pitch in country.
Keywords: SPI Index, Sanandaj, Mann-Kendall, ARCGIS -
تنش خشکی مهمترین محدودیت محیطی است که بر میزان بهره وری و کیفیت محصول تاثیر داشته است. هدف از این تحقیق مطالعه اثر تنش خشکی بر کیفیت نانوایی گندم است. در این پژوهش دو رقم گندم نان ایرانی انتخاب و آزمایش به صورت مزرعه ای در قالب طرح بلوک کاملا تصادفی با سه تکرار انجام شد. تیمارهای آزمایش شامل بدون تنش خشکی و تنش خشکی در هر دو رقم بود. بر اساس نتایج بدست آمده تنش خشکی باعث کاهش نشاسته و افزایش گلوتن مرطوب، درصد پروتئین دانه، درصد حجم رسوب زلنی و درصد جذب آب آرد در هر دو رقم شد. همچنین در رقم نوید باعث کاهش شاخص گلوتن، حجم نان و رطوبت آرد به ترتیب به میزان 7/64، 31/67 و 0/34 درصد شد؛ اما در رقم پیشتاز موجب افزایش سختی دانه به میزان 4 درصد شد. مقایسه دو رقم در شرایط بدون تنش و تنش خشکی نشان داد که تنش خشکی باعث افزایش پروتئین دانه در رقم نوید نسبت به پیشتاز به میزان 1/57 درصد شد. به طور کلی تاثیر تنش خشکی با توجه به کاهش نشاسته و افزایش درصد گلوتن مرطوب، پروتئین دانه و جذب آب، باعث کاهش کیفت نانوایی در هر دو رقم گندم شد؛ اما در رقم نوید (با کیفیت نانوایی متوسط تا ضعیف) کاهش تراکم و دانسیته گرانول های نشاسته بر اثر خشکی محسوس تر بود که نشان از آسیب پذیرتر بودن رقم نوید در کیفیت نانوایی نسبت به رقم پیشتاز در برابر تنش خشکی بود.کلید واژگان: حجم نان، گرانول، گلوتن، نشاسته گندمIntroductionAmong environmental stresses, drought stress is the most critical ecological constraint that has could affect yield and product quality. It is important better to understand the effects of high temperatures and drought stress because, according to the forecasts made and seasonal temperature changes, we are facing a drought. Almost half of all human food needs, especially in Asia, are met directly from cereals. Wheat is one of the most adaptable cereals in different climatic conditions. Starch and proteins are the main components in wheat endosperm that affect the quality of the final product. Starch composition in wheat has a decisive effect on seed quality, flour processing, and yield. Physicochemical properties and final application of wheat starch are closely related to the structure of starch granules and the distribution of amylose and amylopectin. The internal structure of A and B-granules are somewhat different in composition, size, gelatinization temperature, and physicochemical and functional properties that lead to changes in swelling strength, gelatinization, and adhesion properties. Protein and starch, not only directly but also indirectly through the creation of bonds and effects on various reactions, can have a significant impact on the quality of the bakery. For these reasons, its recognition and investigation during drought stress as the most critical biological structure of wheat from the point of view of agricultural economics is of particular importance.Materials and MethodsTwo bread wheat cultivars named Navid, with medium to poor baking quality, and Pishtaz, with high baking quality, were used in this study. Two wheat cultivars were cultivated in three replications in the research farm of Shahed University of Tehran in November 2019. Irrigation once a week was used as a normal treatment and stopped irrigation at the bolting stage for drought treatment (The criterion of drought stress is 30% of the maximum field capacity). Each replication consisted of two rows of cultivation with a length of 2.5 m and distances of 25 cm. At 35 days post-anthesis, the seeds of each plant were harvested from the middle two third of the spike. Traits such as total starch, wet gluten, gluten index, grain protein percentage, Zeleny sedimentation volume, bread volume, flour moisture, hardness index, and water absorption in flour were measured. Also, total starch and granules are separated was analyzed by by FT-IR. Statistical analyses were performed with SAS software (version 9.4) and Average Comparison with t-tests at the level of 0.05. and 0.01.Results and DiscussionIn both wheat cultivars, drought stress showed a significant decrease in total starch content. Also, between the two cultivars under normal and drought stress conditions, the amount of starch in the Navid cultivar decreased significantly. Under drought stress, loss of AGPase activity leads to premature cessation of starch accumulation. In both cultivars, drought stress caused a significant increase in wet gluten compared to the normal. The results showed that the shorter the time between flowering and seed ripening, the smaller the seeds and the higher the gluten content. Drought had no effect on the Pishtaz cultivar but was influential on the Navid cultivar and caused a significant decrease in gluten index. Also, in both normal and drought stress, the gluten index was significantly higher in the Pishtaz cultivar. some researchers have shown that high-quality wheat cultivars have a higher gluten index. Drought stress in both cultivars significantly increased seed protein. It has been proven that reducing starch under stress conditions disturbs the protein ratio to starch and increases the amount of protein per unit volume. In both cultivars, we saw an increase in the percentage of Zeleny sedimentation volume. The higher the gluten content and the better the gluten quality, the slower the deposition and the increased the Zeleny sedimentation volume. in measuring the percentage of bread volume, the drought did not have a significant effect in the Pishtaz cultivar. But, in the Navid cultivar, drought stress caused a significant decrease. Drought stress in the Pishtaz cultivar had no significant effect on wheat seed moisture. However, in the Navid cultivar, drought stress with a decrease significantly reduced the grain moisture. Low or high humidity can increase crop damage during harvesting and storage, increasing the cost of post-harvest processes to some extent. The Percentage of hardness index in the Pishtaz cultivar in drought stress conditions with a significant difference increased. But in the Navid cultivar, drought stress had no significant effect on the hardness index. A very strong correlation has been observed between the hardness index and the rheological properties of the dough, and the quality of gluten. Both wheat cultivars, drought stress significantly increased the water uptake percentage of flour. Higher Glutenin to Gliadin ratio under drought stress conditions may make gluten and dough more robust, and This is accompanied by an increase in water absorption by flour. Drought stress in the Pishtaz cultivar did not cause molecular changes, and the molecular structure remained constant. In the Navid cultivar, for total starch, A-granules, and B-granules in both normal and drought stress in the positions of the peaks did not change. However, the intensity of one of the peaks in the range of O-H bond tension showed a decrease in the condition of drought stress.ConclusionInvestigating the mechanisms that enable plants to adapt to drought stress and maintain their growth in these conditions ultimately helps select stress-resistant plants for cultivation in dry and semi-arid soil. In general, drought stress reduced the yield and baking quality of both wheat cultivars; of course, it was more in the Navid cultivar with medium to poor baking quality, which indicated that this cultivar is more vulnerable to drought stress than the Pishtaz cultivar. The results of this research can provide insight into the impact of potential mechanisms through drought on the ultrastructures and physicochemical properties of wheat starch and its relationship with baking quality.Keywords: Bread Volume, Gluten, Granules, Wheat Starch
-
از آنجا که گزینه «جستجوی دقیق» غیرفعال است همه کلمات به تنهایی جستجو و سپس با الگوهای استاندارد، رتبهای بر حسب کلمات مورد نظر شما به هر نتیجه اختصاص داده شدهاست.
- نتایج بر اساس میزان ارتباط مرتب شدهاند و انتظار میرود نتایج اولیه به موضوع مورد نظر شما بیشتر نزدیک باشند. تغییر ترتیب نمایش به تاریخ در جستجوی چندکلمه چندان کاربردی نیست!
- جستجوی عادی ابزار سادهای است تا با درج هر کلمه یا عبارت، مرتبط ترین مطلب به شما نمایش دادهشود. اگر هر شرطی برای جستجوی خود در نظر دارید لازم است از جستجوی پیشرفته استفاده کنید. برای نمونه اگر به دنبال نوشتههای نویسنده خاصی هستید، یا میخواهید کلمات فقط در عنوان مطلب جستجو شود یا دوره زمانی خاصی مدنظر شماست حتما از جستجوی پیشرفته استفاده کنید تا نتایج مطلوب را ببینید.