ارزیابی تطبیقی 4 نمایه خشکسالی هواشناسی با استفاده از روش تحلیل خوشه‌ای (مطالعه موردی استان سیستان و بلوچستان)

فصلنامه علمی مهندسی منابع آب

مقاله 3، دوره 6، شماره 17، مرداد و شهریور 1392، صفحه 25-36   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

حلیمه پیری^{* 1}؛ محبوبه عباس زاده²؛ وحید راهداری³؛ سعیده ملکی³

¹عضو هیئت علمی دانشگاه زابل، گروه مهندسی آب

²دانشجوی کارشناسی منهدسی آب

³عضو هیئت علمی دانشگاه زابل، گروه محیط زیست

تاریخ دریافت: 25 شهریور 1392،  تاریخ پذیرش: 25 شهریور 1392 

چکیده

بارندگی یکی از مهمترین متغیرهایی است که از آن در تعریف خشکسالی استفاده می‌شود. نمایه‌های مختلفی بر پایه بارش برای ارزیابی خشکسالی ارائه شده است که می‌توان به نمایه‌های درصد از بهنجار(PN)، بارش معیار شده (SPI) ، دهک ها (DPI) و شاخص ناهنجاریهای بارش(RAI) اشاره کرد. هر یک از این نمایه‌ها برای توصیف خشکسالی ، در طبقاتی تقسیم بندی می‌شوند که هر طبقه بیانگر وضعیتی از شدت خشکسالی می‌باشد. این تحقیق با هدف مقایسه چند بعدی این چهار نمایه خشکسالی و با استفاده از آمار بارندگی 30 ساله (1359-1389) در 7 ایستگاه استان سیستان و بلوچستان انجام یافته است. پس از محاسبه نمایه‌های خشکسالی فوق در مقیاس زمانی مورد نظر ، نتایج بر اساس معیارهای شباهت توالی سالهای خشک، بهنجار و تر با استفاده از تحلیل خوشه  ای  و همبستگی آماری بین نمایه‌ها ، دسته بندی و مورد ارزیابی قرار گرفت. بررسیها از دیدگاه خوشه‌ای نشان داد که سنجه‌های PN و RAI از نظر آماری مشابه بوده و در ارزیابی‌های خشکسالی در اقلیم گرم و خشک استان سیستان و بلوچستان به نتایج نسبتا مشابهی ختم می‌شوند. در ارزیابی روابط همبستگی، نمایه‌های زوج شده‌ی PN-RAI ، PN-SPI و SPI-RAI در بیشتر ایستگاهها از همبستگی بالایی نسبت به یکدیگر برخور بودند، ولی در تحلیل خوشه‌ای نمایه‌هایRAI  و PN در یک دسته قرار گرفتند. محاسبات نشان دادند که نتایج معیارهای RAI  و PN از لحاظ توصیف وضعیت خشکسالی به هم نزدیک می‌باشند؛ لذا استفاده از این دو نمایه جهت تعیین شدت خشکسالی در استان سیستان و بلوچستان توصیه می‌گردد. به‌رغم استفاده‌ی همه‌گیر از شاخص SPI، و با توجه به نتایج به‌دست آمده، شاخص مزبور برای تعیین شدت خشکسالی در این استان مناسب نمی‌باشد.

کلیدواژه‌ها

خشکسالی هواشناسی؛ استان سیستان و بلوچستان؛ نمایه‌های خشکسالی؛ تحلیل خوشه‌ای

عنوان مقاله [English]

Comparative Evaluation of Four Meteorological Drought Indices using the Cluster Analysis (Case study: Sistan and Baluchestan)

نویسندگان [English]

H. Piri¹؛ M. Abbaszadeh²؛ V. Rahdari³؛ S. Maleki³

چکیده [English]

The mean annual precipitation (MAP) is the most important criterion used in drought classification. Different indices have been developed based on the MAP for drought classification, of which four most commonly used are: the percentage indices of normal (PN), the standardized precipitation index (SPI), deciles (DPI) and the rainfall anomaly index (RAI). Each of these indices is classified into classes for drought description. Each class is represented as a state of severe drought. This study compares these indices benefiting from the rainfall data collected during 30 years (1980-2010) at seven stations in the Province of Sistan andBaluchestan. After calculating the indices during the desired time scale, the results were classified and evaluated based on sequence similarity factors of dry, normal and wet years, and by using the cluster analysis and developing statistical correlation between them. The analysis indicated that the PN index and RAI were statistically similar and lead to identical results in the dry and hot climate of Sistan and Baluchestan. It was further revealed that, the paired PN-RAI, PN-SPI and SPI-RAI were highly correlated at most of the stations. Moreover, the PN index and the RAI were placed in one class in the cluster analysis. Calculations indicated that the results of PN and RAI criteria were close to each other in terms of describing drought. Therefore, these indices are recommended for determining the drought severity in the province of Sistan and Baluchestan. Despite the widespread use of the SPI, this index is not suitable for determining the severity of drought in this province.

کلیدواژه‌ها [English]

Meteorological Drought, Sistan and Baluchistan Province, drought indices, Cluster analysis

مراجع

14. Cancelliere, A., G. Mauro, B.
Bonaccorso, and G. Rossi. 2007.
Drought forecasting using the standarized
precipition index. J. Water Resour.
Manage. 21: 801- 819.
15. Dracup J. A., K. S, Lee, and E. G. Paulson.
1980. On the definition of droughts. Water
Res. Res 16: 297-302.
16. Hayes, M. 1996. Drought indexes.
National Drought Mitigation Center,
University of Nebraska–Lincoln, 7 pp.
17. Rossi , G. 2000 . Drought mitigation
measures: a comprehensivc framework. In
Drought and Drought Mitigation in
Europe.j . voght and f . somma (Eds)
Kluwer Academic Publisher ,Dordrecht.
18. Tsakiris, G., D., Pangalou, and H.Vangelis .
2006. Regional drought assessment based
on the reconnaissance drought index
(RDI), Water Res. Manage. 21:821-833.