Investigating Temporal Trends and Spatial Characteristics of Rainfall and Meteorological Drought in the West of Iran during the Last Few Decades

محورهای موضوعی : Irrigation and Drainage

صفر معروفی ¹ , حسین طبری ² , علی آئینی ³ , حسین معروفی ⁴

1 - گروه آبیاری و زهکشی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ابوعلی سینا، همدان، ایران.
2 - گروه آبیاری و زهکشی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران.
3 - گروه آبیاری و زهکشی ، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران.
4 - گروه آبیاری و زهکشی ، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران.

تاریخ دریافت : 1390/09/01 تاریخ پذیرش : 1390/12/03 تاریخ انتشار : 2012/03/01

کلید واژه: rainfall, بارندگی, Trend analysis, Meteorological drought, Spatial characteristics, Standard precipitation index, تحلیل روند, خشک سالی هواشناسی, خصوصیات مکانی, شاخص بارش استاندار,

چکیده مقاله :

Drought is one of the most serious problems arising for human societies and ecosystems from climatevariability. This phenomenon causes billions of dollars in global damages annually and affects morepeople than any other form of natural disasters.In this study, the trends of rainfall and meteorological drought time series were investigated at tenstations located in the east of Iran for the period of 1966–2005. Amounts of drought severity werecomputed using standard precipitation index (SPI) for a 12-month time scale. The trend analyses of thedata were also performed using the Mann–Kendall test and the Sen’s slope estimator. The results ofthis study showed that the rainfall and drought data had high variations to average values in the studyperiod, and these variations increased with increasing aridity towards the east of the study area. Theresults of the trend tests revealed statistically significant decreasing trends in the rainfall time series ofSar-Pol-Zohab, Bijar, Sanandaj and Saghez stations at the rates of 7.99, 6.68, 5.51 and 5.03 mm/year,respectively. Furthermore, drought severity significantly increased at Kermanshah, Saghez, Sanandajand Khorram-Abad stations during the last four decades. The results indicated that all of the stationsexperienced at least one extreme drought during the study period.

چکیده انگلیسی:

خشک سالی یکی از جدی­ترین مشکلات جوامع بشری و اکوسیستم­ها، در نتیجه تغییرپذیری اقلیمی است. این پدیده، سالانه موجب میلیاردها دلار خسارت در سطح جهان می­گردد و نسبت به دیگر بلایای طبیعی، مردم بیشتری را تحت تأثیر قرار می­دهد. در این تحقیق، روند تغییرات سری­های زمانی بارندگی و خشک سالی هواشناسی در ده ایستگاه واقع در غرب کشور، در دوره آماری 1384-1355 مورد بررسی قرار گرفته است. مقادیر شدت خشک سالی با استفاده از شاخص بارش استاندارد (SPI)، در مقیاس زمانی 12 ماهه محاسبه گردید. همچنین تحلیل روند داده­ها با استفاده از آزمون من-کندال و تخمین گر سِن انجام شده است. نتایج این تحقیق نشان داد که داده­های بارندگی و شدت خشک سالی، دارای تغییرات زیادی نسبت به میانگین در دوره مورد مطالعه بوده­اند. این تغییرات با افزایش خشکی به سمت شرق منطقه مورد مطالعه، فزونی یافته است. نتایج آزمون­ها نشان داد که سری­های زمانی بارندگی، دارای روند معنی­دار کاهشیمعنی­دار در ایستگاه­های سرپل ذهاب، بیجار، سنندج و سقز به ترتیب به میزان 99/7، 68/6، 51/5 و 03/5 میلی­متر در هر سال بوده است. همچنین شدت خشک سالی در ایستگاه­های کرمانشاه، سقز، سنندج و خرم­آباد در چهار دهه گذشته روند معنی­دار افزایشی داشته است. نتایج بدست آمده نشان داد که تمامی ایستگاه­های مطالعاتی، حداقل یک خشک سالی بسیار شدید را در دوره مورد مطالعه تجربه نموده­اند.

منابع و مأخذ:

- بابایی فینی، ا. س. و فرج ز.اده، م 1381. الگوهای تغییرات مکانی و زمانی بارش در ایران. مدرس علوم انسانی، جلد 6، شماره 4، صفحه­های 70-51.

- بداق جمالی، ج.، جوانمرد، س.، شیرمحمدی، ر. 1381. پایش و پهنه­بندی وضعیت خشکسالی استان خراسان با استفاده از نمایه استاندارد شده بارش. فصلنامه تحقیقات جغرافیایی، جلد 17، شماره 4، صفحه­های 21-4.

- بری ابرقویی، ح.، بداق جمالی، ج.، توکلی، م. 1382. کاربرد برخی از شاخصهای آماری جهت ارزیابی شدت خشکسالی در مقیاس کشوری. فصلنامه تحقیقات جغرافیایی، جلد، 18، شماره 2، صفحه­های 106-86.

- رضیئی، ط. و ثقفیان، ف، 1383. بررسی روند خشکسالی در دشت سیستان، اولین کنفرانس سالانه مدیریت منابع آب، تهران.

- خلیلی، ع. و بذر افشان، ج، 1383. تحلیل روند تغییرات بارندگیهای سالانه، فصلی و ماهانه پنج ایستگاه قدیمی ایران در یکصد و شانزده سال گذشته، بیابان، جلد 9، شماره 1، صفحه­های 33-25.

- حجام، س. خوشخو، ی. و شمس­الدین وندی، ر. 1387. تحلیل روند تغییرات بارندگی­های فصلی و سالانه چند ایستگاه منتخب در حوزه مرکزی ایران با استفاده از روش­های ناپارامتری، پژوهشهای جغرافیایی، جلد 40، شماره 64، صفحه­های 168-157.

- طبری، ح.، سبزی­پرور، ع.ا.، معروفی، ص. 1387. بررسی روند تغییرات سالانه پارامترهای هواشناسی در دو اقلیم سرد و گرم ایران. پژوهش کشاورزی 8(1): 174-161.

- عساکره، ح. 1386. تغییرات زمانی-مکانی بارش ایران زمین طی دهه­های اخیر، جغرافیا و توسعه، جلد 5، شماره 10، صفحه­های 164-145.

- عسگری، ا. و رحیم­زاده، ف. 1385. مطالعه تغییرپذیری بارش دهه­های اخیر ایران، پژوهش­های جغرافیایی، جلد 38، شماره 58، صفحه­های 80-67.

- عسگری، ا. رحیم­زاده ف، محمدیان ن و فتاحی ا، 1386. تحلیل روند نمایه­های بارش­های حدی در ایران، تحقیقات منابع آب ایران، جلد 3، شماره 3، صفحه­های 55-42.

- قهرمان ن، جوانمرد س. بداقی جمالی، ج. مهدویان، ع. ر. و جاودانی خلیفه، ن. 1380. نگاهی به نظامهای پیش­آگاهی خشکسالی در خاورمیانه و شمال آفریقا مطالعه موردی ایران، کنفرانس بررسی راهکارهای مقابله با بحران آب، زابل.

- قهرمان، ب. و تقواییان، ص. 1386. بررسی روند بارندگی سالانه در ایران، مجله بین المللی علوم و فناوری کشاورزی، جلد 10، شماره 9، صفحه­های 97-93.

- قویدل رحیمی، ی. 1383. کاربرد نمایه­های مبتنی بر بارش در مطالعه خشکسالی­ها و ترسالی­ها (مطالعه موردی: استان آذربایجان شرقی)، مجله پژوهش و سازندگی، جلد 17، شماره 4، صفحه­های 56-47.

- کاویانی، م. ر. و عساکره، ح.، 1384. بررسی آماری روند بلند­مدت بارش سالانه اصفهان،.مجله پژوهشی دانشگاه اصفهان (علوم انسانی)، جلد 18، شماره 1، صفحه­های 162-143.

- کتیرایی، پ. حجام، س. و ایران­نژاد، پ. 1386. سهم تغییرات فراوانی و شدت بارش روزانه در روند بارش در ایران طی دوره 1960 تا 2001، مجله فیزیک زمین و فضا، جلد 33، شماره 1، صفحه­های 83-67.

- مرادی، ح. ر. رجبی، م. و فرج­زاده، م. 1386. تحلیل روند و خصوصیات مکانی شدت خشکسالی­های استان فارس، فصلنامه علمی-پژوهشی مرتع و بیابان ایران، جلد 14، شماره 1، صفحه­های 109-97.

- ناظم­السادات، س. م. ج. سامانی، ن. و مولایی نیکو، م. 1384. تغییر اقلیم در جنوب و جنوب غرب ایران از دیدگاه مشاهدات بارش، برهمکنش با پدیده النینو نوسانات جنوبی، مجله علمی کشاورزی، جلد 28، شماره 2، صفحه­های 97-81.

-Bouza-Deano, R., Ternero-Rodrıguez, M. and Ferna´ndez-Espinosa, A. J., (2008). Trend study and assessment of surface water quality in the Ebro River (Spain), Journal of Hydrology, 361, 227-239.

-da Silva, V.P.R. (2004). On climate variability in northeast Brazil. Journal of Arid Environments, 58(4), 575-596.

-Edward, D.C., Mckee, T.B. (1997). Characteristics of 20th century drought in the United States and multiple time scales. Climatology Report 97-2, Department of Atmospheric sciences, Colorado state University, Fort Collins, Co., pp155.

-Jhajharia, D., Dinpashoh, Y., Kahya, E., Singh, V.P., Fakheri-Fard, A. ( 2011). Trends in reference evapotranspiration in the humid region of northeast India. Hydrological Processes, doi: 10.1002/hyp.8140.

-Mckee, T.B., Doesken, N.J., Kleist, J. (1993). The relationship of drought frequency and duration to time scales. Pp. 176-184. 8th conference on Applied Climatology, 17-22 January, Anaheim, CA., USA.

-Modarres, R., da Silva V.P.R. (2007). Rainfall trends in arid and semi-arid regions of Iran. Journal of Arid Environments 70, 344–355.

-Modarres, R., Sarhadi, A. (2009). Rainfall trends analysis of Iran in the last half of the twentieth century. Journal of Geophysical Research, 114, D03101, doi:10.1029/2008JD010707.

-Partal, T., Kahya, E. ( 2006). Trend analysis in Turkish precipitation data. Hydrological Processes, 20, 2011–2026.

-Raziei, T., Saghafian, B. ( Paulo) A.A., Pereira, L.S., Bordi, I., 2009. Spatial patterns and temporal variability of drought in western Iran. Water Resources Management, 23, 439–455.

Rebetez, M., 1999. Twentieth century trends in droughts in southern Switzerland. Geophysical Research Letters 26(6), 755-758.

-Sen, P.K., 1968. Estimates of the regression coefficient based on Kendall´s tau, Journal of the American Statistical Association, 63, 1379-1389.

-Tabari, H., Hosseinzadeh Talaee, P.( 2011) a. Recent trends of mean maximum and minimum air temperatures in the western half of Iran. Meteorology and Atmospheric Physics, 111,121–131.

-Tabari, H., Hosseinzadeh Talaee, P.( 2011). Analysis of trends in temperature data in arid and semi-arid regions of Iran. Global and Planetary Change, doi: 10.1016/j.gloplacha.2011.07.008.

-Tabari, H., Marofi, S. (2011). Changes of pan evaporation in the west of Iran. Water Resources Management, 25, 97–111.

-Tabari, H., Marofi, S., Aeini, A., Hosseinzadeh Talaee, P., Mohammadi, K. (2011). Trend analysis of reference evapotranspiration in the western half of Iran. Agricultural and Forest Meteorology, 151, 128–136.

-Tabari, H., Marofi, S., Ahmadi, M. (2011). Long-term variations of water quality parameters in the Maroon River, Iran". Environmental Monitoring and Assessment, 177, 273–287.

-Tao, H., Gemmer, M., Bai, Y., Su, B., Mao, W. (2011). Trends of streamflow in the Tarim River Basin during the past 50 years: Human impact or climate change?. Journal of Hydrology, 400, 1–9.

-Yurekli, K., Kurunc, A. (2006). Simulating agricultural drought periods based on daily rainfall and crop water consumption. Journal of Arid Environments, 67, 629-640.