بررسی روند تغییرات خشکسالی هواشناسی در استان خراسان جنوبی

ایزدی, نفیسه; دستورانی, مهدی; امیرابادی زاده, مهدی

بررسی روند تغییرات خشکسالی هواشناسی در استان خراسان جنوبی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

نفیسه ایزدی ¹

مهدی دستورانی ²

مهدی امیرابادی زاده ³

¹ دانشجوی دکترای مهندسی منابع آب، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران

² استادیار گروه علوم ومهندسی آب ، دانشکده کشاورزی ، دانشگاه بیرجند

³ گروه مهندسی آب دانشکده کشاورزی دانشگاه بیرجند

چکیده

خشکسالی پدیده طبیعی مستمر اقلیمی است که به‏طور معمول در تمامی نقاط دنیا رخ می‌دهد ولی ویژگی‌ها، نوع و شدت آنها از یک منطقه به منطقه دیگر متفاوت است. در این مطالعه با استفاده از کدنویسی در نرم‌افزار R شدت خشکسالی شش شهرستان خراسان جنوبی در طی دوره آماری۱۹۹۰-۲۰۲۰ با شاخص‌های ‏SPI و PNPI محاسبه و تغییرات ناگهانی خشکسالی آنها با استفاده از آزمون‏های من-کندال و پتیت بررسی گردید. نتایج شاخص SPI نشان داد طبس بیشترین شدت خشکسالی را در سال ۲۰۰۶ تجربه کرده و نتایج شاخص PNPI نشان داد سال 2001 و 2016 خشکسالی بسیار شدید رخ داده است. نتایج آزمون من-کندال در تحلیل روند بارش سالانه و شاخص PNPI نشان داد روند در پنج شهرستان در دهه 1990 کاهشی بوده و بر روی شاخص SPI نشان داد در دو شهرستان روند بارش افزایشی و در سه شهرستان روند بارش کاهشی بوده است. همچنین نتایج آزمون پتیت در تعیین نقطه تغییر ناگهانی بارش سالانه و شاخص PNPI نشان داد در همه شهرستان‏ها به جز طبس در سطح 5درصد معنادار بوده و بر روی سری زمانی شاخص SPI، همه شهرستان ها به جز قائن دارای تغییر ناگهانی بوده اند که این تغییرات در سال های اول مطالعه رخ داده و در سطح ۵ درصد معنی‌دار شده است. نتایج آزمون‌های ناپارامتری من-کندال و پتیت نشان داد تغییرات اقلیمی در استان خراسان جنوبی اتفاق افتاده است.

کلیدواژه‌ها

خراسان جنوبی

شاخص SPI

شاخص PNPI

آزمون من- کندال

آزمون پتیت

عنوان مقاله English

Investigation of trend changes in meteorological drought in South Khorasan province

نویسندگان English

Nafise Izadi ¹

mehdi dastourani ²

Mahdi Amirabadizadeh ³

¹ PhD Student in Water Resources Engineering, Birjand University, Birjand, Ira

² Assistant Prof., Dept. of Water Engineering, University of Birjand

³ Water engineering Department, agriculture faculty, University of Birjand

چکیده English

Drought is a continuous natural climate phenomenon that usually occurs in all parts of the world, but their characteristics, type and intensity are different from one region to another. ,In this study, the severity of drought in six cities of South Khorasan during the statistical period of 1990-2020 was calculated with SPI and PNPI indices, and their sudden changes in drought were calculated using non-parametric Mann-Kendall tests. and Petit was examined. The results of the SPI index showed that Tabas experienced the most severe drought in 2006. The results of the PNPI index showed that a very severe drought occurred in 2001 and 2016. The results of the Mann-Kendall test in the analysis of the annual rainfall trend and the PNPI drought index showed a decreasing trend in five cities in the 1990s, and the SPI drought index showed an increasing trend in two cities and an increasing trend in three cities. The trend of rainfall in the city has been decreasing. Also, the results of Petit's test in determining the sudden change point of annual rainfall and PNPI drought index showed that it was significant at the level of 5% in all cities except Tabas, and on the time series of SPI drought index, all cities except Qaen have had a sudden change that these changes occurred in the first years of the study and became significant at the 5% level. The results of Mann-Kendall and Pettitt non-parametric tests showed that climate changes have occurred in South Khorasan province.

کلیدواژه‌ها English

South Khorasan

SPI index

PNPI index

Mann-Kendall test

Pettitt test

ایزدی، ن.، خزیمه نژاد، ح.، یعقوب زاده، م.، و فولادی نصرآباد، م. 1402. بررسی قابلیت نرم ‏افزار R در تعیین خشکسالی - مطالعه موردی: استان خراسان‏ جنوبی. مجله نیوار. 47(122-123): 142-158.

جهانگیر، م.ح.، و سارانی راد ،م. 1398. بررسی وضعیت خشکسالی در استان خراسان جنوبی توسط شاخص درصد بارش نرمال (PNPI) و شاخص روش استانداردسازی (Z)، مجله علوم و تکنولوژی محیط زیست. 21(4): 45-59.

حاجی آبادی، ف.، حسن پور، ف.، یعقوب زاده، م.، حمامی، ح. 1397. ارزیابی خشکسالی در بیرجند با تاکید برشاخص خشکسالی پالمر واسنجی شده و عملکرد نسبی محصول گندم دیم. نشریه آبیاری و زهکشی ایران. 12(1): 130-142.

حسینی‏زاده، ع.، سیدکابلی، ح.، زارعی، ح.، آخوندعلی، ع. م. 1393. تحلیل شدت و دوره بازگشت خشکسالی در شرایط تغییر اقلیم آتی )مطالعه موردی: دشت دزفول- اندیمشک(. مجله علوم و مهندسب آبیاری. 39 (1):33 -43.

خسروی، ا. و آذری، م. 1401. تعیین روند زمانی و مکانی و نقطه تغییر دما و بارش در حوضه کشف رود. نشریه تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی. 22(66): 289-306.

زارع‏پور، ه.، ولی، ع.، قربانی، ح.، ساداتی نژاد،ج. و علوی نیا، ح. 1401. تحلیل آماری بلندمدت روند خشکسالی هواشناسی استان اصفهان. مجله علمی پژوهشی مهندسی اکوسیستم بیابان. 11(34): 113ـ126.

قربانی، ح.، ولی، ع. و زارع پور، ه. 1398. تحلیل روند خشکسالی هواشناسی با استفاده از آزمون های من-کندال، سن و پتیت در استان اصفهان. نشریه تحلیل فضایی مخاطرات محیطی. 6(2): 129-146.

مزیدی، احمد، محمدی راوری، فروغ، بهزادی شهربابک، زهرا. (1402). ارزیابی وضعیت خشکسالی شهر کرمان با استفاده از شاخص‏های خشکسالی و ارتباط آن با تغییرات پوشش گیاهی منطقه، مجله نیوار. 47(120-121): 166-180.

مصطفی‏زاده، ر. و ذبیحی، م. 1395. تحلیل و مقایسه شاخص‏های SPI و SPEI در ارزیابی خشکسالی هواشناسی با استفاده از نرم‏افزار R - بررسی موردی: استان کردستان. مجله فیزیک زمینی و فضا. 42(3): 633-643.

نژاد مقبلی، ن.، مساعدی ،ا.، آذری، م.، اسماعیلی،ک. و فریدحسینی، ع. 1396. ارزیابی خشکسالی بر اساس شاخص‏های SPI و SPEI و ارتباط آنها با خشکسالی منبع آب زیرزمینی (مطالعه موردی: دشت جیرفت). چهاردهمین همایش کلی آبیاری و کاهش تبخیر. کرمان.

Dilek Taylan, E. 2024. An Approach for Future Droughts in Northwest Türkiye: SPI and LSTM Methods. Sustainability, 16(16): 6905

Ghasemi, P., Karbasi, M., Zamani Nouri, A., Sarai Tabrizi, M. and Azamathulla, H. M. 2021. Application of Gaussian process regression to forecast multi-step ahead SPEI drought index. Alexandria Engineering Journal, 60: 5375-5392.

McKee, T. B., Doesken, N. J. and Kleist, J. 1993. The relationship of drought frequency and duration to time scales, In Proceedings of the 8th Conference on Applied Climatology. 17(22): 179-183.

Khanmohammadi, N., Rezaie, H. and Behmanesh, J. 2022. Investigation of Drought Trend on the Basis of the Best Obtained Drought Index. Water Resources Management. 36:1355–1375

Pettitt, A. N. 1979. A non-parametric approach to change point problem, Applied Statistics, 28: 126-135

Saidah, H., Budianto, M. B., Yasa, I. W., Hidayat, S., Jaya Negara, I. D. G. and Sulistiyono, H. 2022. Assessment of Duration and Frequency of Drought by Percent Normal Precipitation Index (PNPI) for Lombok Island . Journal of Science and Science Education: 3(1): 22–29.

Sarker, A. R., Bin Ansar, S., Zannat, E. and Sarkar, K. S. 2022. A Meteorological Drought Index-Based Approach: A Spatial and Temporal Investigation of Wet and Dry Period Trends in Bangladesh between 1980 and 2018. Research Square: 1-29.

Shah, R., Bharadiya, N. and Manekar, V. 2015. Drought Index Computation Using Standardized Precipitation Index(SPI) Method For Surat District, Gujarat Aquatic Procedia 4: 1243- 1249.

Willeke, G. E., Werick, W. J., Guttman, N.B., Hosking, J.R.M. and Wallis, J. R. 1994. National drought atlas developed. Eos, Transactions American Geophysical Union. 75(8): 89-90.

Yaman Öz, F., e Özelkan, E., Tatlı, H. 2024. Comparative analysis of SPI, SPEI, and RDI indices for assessing spatio‑temporal variation of drought in Türkiye. Earth Science Informatics. 17:4473–4505

Yan- Jun, L.I., ZHENG Xiao-dong and L.U. Fan. and M.A. Jing. 2012. Analysis of Drought Evolvement Characteristics Based on Standardized Precipitation Index in the Huaihe River Basin. Sciverse ScienceDirect, Procedia Engineering. 28: 434-437.

Zarei, A. R. and Eslamian, S. 2017. Trend assessment of precipitation and drought index (SPI) using parametric and non-arametric trend analysis methods (case study: arid regions of southern Iran), Journal Hydrology Science and Technology.7(1):12.

Zakeri, S., Samkhaniani, A., Adeli, S. and Nikraftar, Z. 2019. Evaluation Of Long Term Trend Of Different Drought Indices Using MannKendall And Sen’s Slope Estimator Over Iran, The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, Volume XLII-4/W18, GeoSpatial Conference 2019 – Joint Conferences of SMPR and GI Research, 12–14 . Karaj, Iran.