رویکردهای نوین در مهندسی آب و محیط‌زیست

نشریه علمی

شماره جاری

بر اساس شماره‌های نشریه

بر اساس نویسندگان

بر اساس موضوعات

نمایه نویسندگان

نمایه کلیدواژه ها

درباره نشریه

اهداف و چشم انداز

اعضای هیات تحریریه

فرایند پذیرش مقالات

اصول اخلاقی انتشار مقاله

بانک ها و نمایه نامه ها

اطلاعات آماری نشریه

پرسش‌های متداول

اخبار و اعلانات

پیوندهای مفید

ارزیابی نمایه بارش استاندارد شده (SPI) جهت شناسایی خشک‌سالی در ایستگاه‌ منتخب حوزۀ آبخیز دریاچه نمک

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری مدیریت و کنترل بیابان، گروه بیابان‌زدایی، دانشکده منابع طبیعی و علوم زمین، دانشگاه کاشان، ایران

2 استادیار، گروه بیابان‌زدایی، دانشکده منابع طبیعی و علوم زمین، دانشگاه کاشان، ایران

3 دانش‌آموخته کارشناسی ارشد جنگل‌داری، گروه جنگل‌داری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه ساری، ایران

4 دانش‌آموخته دکتری، گروه آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه یزد، ایران

5 دانشجوی دکتری آبخیزداری، گروه آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی و علوم زمین، دانشگاه کاشان، ایران

چکیده

خشک‌سالی یکی از مزمن‌ترین ناپایداری‌های محیطی است که اثرات زیست‌محیطی گسترده دارد. در این پژوهش به ارزیابی نمایه بارش استاندارد شده (SPI) در مقیاس (SPI3, SPI6, SPI12) براساس داده‌های بارش و دما در ایستگاه سینوپتیک کاشان برای دورۀ آماری 1970-2019 پرداخته شده است. به‌منظور بررسی روند از آزمون من-کندال و پتی استفاده شده است. طبق نتایج در ایستگاه کاشان از سال 1992 تا سه ماهۀ اول 1994 با 27 ماه دارای بیش‌ترین تداوم دورۀ ترسالی و سال‌های 2015 تا 2018 دارای بیش‌ترین تداوم خشک‌سالی بود. نتایج آزمون من-کندال برای پارامتر مجموع بارش ماهانه و سالانه، روند نزولی معنی‌دار بارش را در ماه دسامبر نشان داد. برای پارامترهای دمای حداکثر، دمای حداقل و دمای متوسط نیز روند نزولی معنی‌دار میانگین دمای متوسط را در ماه‌های آپریل، اگوست و نوامبر نشان داد. سری‌های زمانی پارامترهای دمای حداقل و دمای حداکثر نتایج مشابهی را نشان داد به‌طوری‌که این پارامترها در اغلب ماه‌ها دارای روند همگن بودند. البته این روند برای سری زمانی دمای حداکثر در ماه مارس ناهمگن و در سطح اطمینان 5 درصد نیز معنی‌دار بود. آزمون پتی برای پارامتر دمای میانگین نتایج متفاوتی را نشان داد و سری‌های زمانی برای این پارامتر در ماه‌های آپریل، ژوئن، ژولای، اگوست، سپتامبر، نوامبر و در مقیاس سالانه روند ناهمگنی داشت. به‌طور کلی می‌توان اذعان نمود آگاهی از روند و ویژگی‌های خشک‎سالی نقش مهمی در مدیریت مناطق خشک دارد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Evaluation of Standardized Precipitation Index (SPI) to identify drought in selected station of the Salt Lake watershed

نویسندگان [English]

  • Mahdieh Afsharinia 1
  • fatemeh panahi 2
  • esmaeil arab momeni 3
  • mohammah hossein nassajian 4
  • seyed meysam davoodi 5

1 PhD student, Department of Desertification, Faculty of Natural Resources and Earth Sciences, Kashan University, Iran

2 Assistant Professor, Department of Desertification, Faculty of Natural Resources and Earth Sciences, Kashan University, Iran

3 Master's degree student, Department of Forestry, Faculty of Natural Resources, Sari University, Iran

4 PhD student, Department of Watershed Management, Faculty of Natural Resources, Yazd University, Iran

5 PhD student, Department of Watershed Management, Faculty of Natural Resources and Earth Sciences, Kashan University, Iran

چکیده [English]

Drought is one of the most chronic environmental instabilities that has extensive environmental effects. In this research, the evaluation of standardized precipitation index (SPI) based on precipitation and temperature data in Kashan synoptic station for the statistical period of 2019-1970 has been done. In order to check the trend, Mann-Kendall and Pettie tests were used. According to the results in Kashan station, from 1992 to the first quarter of 1994, with 27 months, it had the longest drought period and from 2015 to 2018, it had the longest drought period. The results of the Mann-Kendall test for the parameter of total monthly and annual precipitation showed a significant downward trend of precipitation in December. For the parameters of maximum temperature, minimum temperature and average temperature, the average temperature showed a significant downward trend in the months of April, August and November.The time series of minimum temperature and maximum temperature parameters showed similar results, so that these parameters had a homogeneous trend in most months. Of course, this trend for the maximum temperature time series in March was heterogeneous and significant at the 5% confidence level. The Pettie test for the average temperature parameter showed different results, and the time series for this parameter in the months of April, June, July, August, September, November and on an annual scale had a heterogeneous trend. In general, it can be acknowledged that the awareness of the process and characteristics of drought plays an important role in the management of dry areas.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Temporal analysis
  • Mann-Kendall test
  • Tarsali
  • precipitation data
  • dry areas
مراجع
Bonaccorso B., Bordi I., Cancelliere G., Sutera A. 2003. Spatial variability of drought: an analysis of the SPI in Sicily. Journal of Water Resources Management, 17: 273–296.
Bordi I., Fraedrich K., Sutera A. 2009. Observed drought and wetness trends in Europe: an update. Journal of Hydrology and Earth System Sciences, 13: pp. 1519 -1530.
Chisadza B., Gwate O., Ncube F., Mpofu N. 2023. Assessment and characterisation of hydrometeorological droughts in the Upper Mzingwane sub-catchment of Zimbabwe. Natural Hazards. 2023 Jan 3. pp. 1-25.
Heydari S., Bakhtar S. 2016. Investigating solutions to deal with drought in rural areas from the perspective of agricultural Jihad experts, case study: Isfahan province. Geography and Environmental Studies, fourth year, autumn 2016, number 15, pp. 19-34 (in Persian).
Katsanos D., Retalis A., Tymvios F., Michaelides S. 2018. Study of Extreme Wet and Dry Periods in Cyprus Using Climatic Indices. Atmosphetic Research, Volume 208, pp. 88 - 93.
Khodagoli M., Sabohi R., Eskandari Z. A. 2015. Analysis of the past trend and future prediction of drought in Isfahan province, Journal of Agricultural Sciences and Techniques and Natural Resources, Water and Soil Sciences, year 18, number 67, pp. 379-367 (in Persian).
Kosari M. R., Exclusive M. R., Malki-nejad H. 2018. Investigation of meteorological and agricultural drought trends in semi-arid, dry and extra-arid regions of the world. Desert Ecosystem Engineering Journal. Volume 6, No. 14, pp. 91-105 (in Persian).
Lana X., Serra C., Burgueno A. 2001. Patterns of monthly rainfall shortage and excess in terms of the standardized precipitation index for Catalonia (NE Spain). International Journal of Climatology, 21: pp. 1669 - 1691.
Mavromatis T. 2007. Drought index evaluation for assessing future wheat production in Greece, International J. of Climatology, 27:pp. 911 - 924.
Mckee T. B., Doesken N. J., Kleist J. 1993. The Relationship of Drought Frequency and Duration to Time Scale. 8Th Congress on Applied Climatology. United States.
Mohit Esfahani P., Soltani Kopai S., Modares R. and Pourmanafi S. 2021. Evaluation of MSDI multivariate drought index and meteorological-agricultural drought monitoring in Chaharmahal and Bakhtiari province. Journal of water and soil sciences. Year 24, No. 3, pp. 33-47 (in Persian).
Mohseni Saravi M., Sevem M., Panahi F., Gior A. R., Afsharinia M. 2022. Climate changes in deserts. Publications of Kashan-Sakhnoran University (in Persian).
Nosrati K., Shahbazi R. 2015. Comparison and application of two standardized precipitation indices and standardized evapotranspiration precipitation to evaluate the meteorological drought situation in Tehran province. Desert management journal. Volume 2, Number 3, pp. 77-90 (in Persian).
Nowrozi A., Rostami N., Jahangir M. H. 2019. Prediction of the drought situation during a 20-year period under the climate change approach in Ilam and Dehlran stations. Ecohydrology, Volume 5, Number 3, pp. 977-991 (in Persian).
Parvin nia M., Riahi Farsani M. 2016. Drought survey of Shahrekord plain using standardized precipitation index and gamma distribution. Applied water science research of Shahid Ashrafi University of Isfahani. Volume 1, Number 2, pp. 41-50 (in Persian).
Pettitt A. N. 1979. A nonparametric approach to the point shift problem, Applied Statistics, 28: 126-135.
Rahimi Kh. 2023. Review of adaptive management strategies of socio-ecological systems in the conditions of land use change and drought (study area: Lake Urmia basin). Doctoral dissertation in the field of desertification. Faculty of Natural Resources and Earth Sciences, Kashan University (in Persian).
Sebgati M., Ahmadi H., Moghadam A. R. 2017. Calculating the duration and intensity of drought by means of modified SPEI index (case study: Tabriz and Urmia cities). Environmental and Water Engineering Journal. Volume 2, Number 2, pp. 188-195 (in Persian).
Serrano A., Mateos V.L., Garcia J.A. 1999. Trend analysis of monthly precipitation over Iberian Penin-sula for the period 1921-1995. Physics and Chemistry of the Earth, Part B: Hydrology, Oceans and Atmosphere. 24(1-2), 85-90.
Takeuchi H., Ishidaira H. 2003. Monitoring Trend Step Changes in Precipitation in Japanese Precipitation. Journal of hydrology, 279: pp. 144 - 150.
Tsakiris G., Pangalou D., Vangelis H. 2007. Regional drought assessment based on the reconnaissance drought index (RDI). Journal of Water Resources Management, 21:pp. 821 - 833.
Vicente-Serrano S.M., Begueria S., LoPez-Moreno J. 2010. A multiscalar drought index sensitive to global warming: the standardized precipitation evapotranspiration index. Journal of Climate, 23: pp. 1696-1718.
Zarepour Jaynani H. 2022. Meteorological drought study using statistical models and artificial
 
intelligence (case study: Isfahan province). Doctoral dissertation in the field of desertification. Faculty of Natural Resources and Earth Sciences, Kashan University (in Persian).
 Zhang R., Virgilio A., Junyu B., Feng Q., Jianjun Xu., Jianxiu Wu., Li W.,  Qianfeng W. 2023. The first high spatial resolution multi-scale daily SPI and SPEI raster dataset for drought monitoring and evaluating over China from 1979 to 2018. Big Earth Data. 2023 Jan 5:1-26. pp.1-26.
 
رویکردهای نوین در مهندسی آب و محیط‌زیست
دوره 1، شماره 2
اسفند 1401
صفحه 89-102
فایل ها
هم رسانی
ارجاع به این مقاله
آمار