واکاوی روند تغییرات شاخص گردوغبار (DSI) و ارتباط آن با وضعیت خشکسالی هواشناسی در اقلیم خشک کشور (مطالعه موردی: استان سمنان)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 بخش حفاظت خاک و آبخیزداری، مرکز تحقیقات و آموزش کشــاورزی و منابع طبیعی استان سمنان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، سمنان، ایران

2 گروه آموزشی بیابان زدایی، دانشکده کویر شناسی، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران

10.48308/envs.2024.1369

چکیده

سابقه و هدف: گرد و غبار پدیده­ای رایج در مناطق خشک و نیمه خشک است. از عواملی که در بروز این پدیده نقش دارد، تغییر شرایط آب و هوایی است که منجر به خشکسالی می­شود و خشک شدن دریاچه ­ها و رودخانه ­ها باعث ایجاد بحران ­هایی مانند طوفان ­های ماسه‌ای شده است. این پدیده منجر به اثرات منفی بر کشاورزی، آلودگی آب و خاک، بیماری­های تنفسی و همچنین چالش ­های زیست محیطی و اجتماعی مانند کاهش دید و تصادفات جاده­ای نیز می گردد. از آنجایی­ که خشکسالی­ های متعدد تأثیر به ­سزایی در پیدایش و تشدید گردوغبار داشته است، ازاین­رو مطالعات مربوط به آن، مهم محسوب شده است. هدف این پژوهش بررسی رابطه بین شاخص گردوغبار DSI با شاخص خشکسالی بارندگی استانداردشده SPI در در استان سمنان است.
 مواد و روش ها: استان سمنان در منطقه جنوبی رشته کوه­ های البرز قرار دارد. برای بررسی تأثیر خشک­سالی بر میزان گردوغبار از داده ­های روزانه گردوغبار، بارندگی ماهانه، دما، رطوبت نسبی و تبخیروتعرق 5 ایستگاه سینوپتیک استان سمنان با طول دوره آماری 15 ساله (2017-2003) در مقیاس سالانه استفاده شد. در طی یک دوره 15 ساله، شاخص شدت خشکسالی (DSI) برای ایستگاه ­های سینوپتیک واقع در استان سمنان با استفاده از شاخص طوفان گردوغبار تعیین گردیده و سپس شاخص تجمعی DSI برای استان سمنان محاسبه شده است. پس از آن، ارزیابی­ های آماری و تجربی بر روی نوسانات سالانه برای شناسایی روندهای بالقوه انجام شده است. در نهایت، داده‌ها بر اساس نتایج به‌دست‌آمده، دسته‌بندی شده ­اند. همچنین از تجریه و تحلیل رگرسیون خطی برای ارزیابی همبستگی شاخص بارش استاندارد و توفان­ های گرد و غبار استفاده شد در ادامه جهت پهنه ­بندی از نرم افزار Arc GIS استفاده گردیده است.
 نتایج و بحث: نتایج نشان داد که میانگین دمای سالانه در منطقه طی یک دوره 15 ساله از سال 2003 تا 2017 افزایش یافته است. این گرم شدن سریع باعث خشکسالی شده و در نتیجه افزایش دما، تبخیر و تعرق نیز افزایش یافته و منجر به کاهش بارندگی گردیده است. بررسی ماه به ماه سرعت باد در ایستگاه‌های مختلف نشان داد که احتمال وقوع گرد و غبار در استان در ماه‌های ژوئن و جولای که حداکثر سرعت باد غالب است وجود دارد. برعکس، ماه­های دسامبر و ژانویه کم­ترین وقوع گرد و غبار را تجربه می­کنند. تغییرات سالیانه ­ی DSI (2003 تا 2017) شکل نامنظمی از خود نشان داده و دارای روند نیست؛ به ­طوریکه در سال 2011 شدت گردوغبار بالا بوده و در سال بعد کاهش داشته و مشابه آن در ۲۰1۶ مشاهده گردید. بر اساس شاخص بارندگی استانداردشده SPI، استان سمنان با امتیاز 59/0 در رده خشک­سالی نرمال قرار دارد. تجزیه و تحلیل عمیق نمودار همبستگی بین شاخص‌های بارندگی استانداردشده و DSI نشان می‌دهد که DSI همزمان با شدت خشک­سالی در طول دوره مطالعه افزایش یافته است و هم­خوانی به نسبت مناسبی بین شاخص DSI و خشکسالی هواشناسی در منطقه وجود دارد به­طوری که هرگاه دوره ترسالی بوده، مقدار DSI به دنبال آن کاسته شده و هرگاه دوره خشک­سالی بوده، مقدار شاخص گردوغبار افزایش یافته است. با این حال، ارتباط معنی­داری بین این دو شاخص (P-Value=0.07 و R2=0.22) در طول مدت 15 سال تحقیق وجود ندارد.
 نتیجه گیری: در تحقیق حاضر، رابطه بین شاخص گردوغبار (DSI) با شاخص خشکسالی بارندگی استاندارد شده (SPI) در استان سمنان بررسی و واکاوی شد. تجزیه و تحلیل­ ها حاکی از افزایش گرد و غبار از غرب به شرق استان به دلیل افزایش روزهای طوفان گرد و غبار متوسط است. نتایج همبستگی بین شاخص خشکسالی و شاخص DSI در استان سمنان نشان داد که اگرچه شاخص DSI در طول دوره مورد تجزیه و تحلیل همراه با شدت خشکسالی افزایش یافته است، اما همبستگی بین این دو معنی دار نبوده است. با این حال، الگوی روند شاخص DSI با روند الگوی خشکسالی همخوانی داشت. در نهایت میزان ارتباط خشک­سالی و شاخص DSI همواره با توجه به خشک­سالی­ ها و ترسالی­ ها، نوسان داشته است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Analyzing the trend of changes in the dust index (DSI) and its relationship with the meteorological drought in the arid climate (case study: Semnan province)

نویسندگان [English]

  • Ebrahim Yousefi Mobarhan 1
  • Ali Khaleghi 2
1 Soil Conservation and Watershed Management Research Institute, Semnan Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Semnan, Iran.
2 Semnan University student
چکیده [English]

Dust is a common phenomenon in arid and semi-arid regions. This phenomenon has a negative impact on agriculture, water and soil pollution, respiratory diseases and environmental and social challenges. In addition, this phenomenon results in reduced visibility and traffic accidents. Climate change has had a major impact on the environment, in this study, the temporal distribution of dust storms in Semnan province from 2003 to 2017 was made by examining the available data from five synoptic stations and investigating the relationship between them. Standard precipitation index and dust storms were performed using Excel software and linear regression, then Arc GIS software was used for zoning. Including the drying up of lakes and rivers, which caused crises like sandstorms. One of the factors affecting the occurrence of this phenomenon is the change in weather conditions, which leads to drought. The purpose of this study was to find out the relationship between DSI dust index and SPI standardized precipitation aridity in the arid climate of the country, which was conducted as a case study in Semnan province. Based on the normal SPI index, Semnan province is in the normal drought category with a rating of 0.59. A close analysis of the correlation plot between standard precipitation indices and DSI shows that DSI increased concurrently with drought severity during the study period. However, there was no significant correlation between DSI and SPI over the 15-year study period, as indicated by P-Value = 0.07 and R2 = 0.22. In addition, the DSI trend pattern is consistent with the standard precipitation index trend.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Standard Precipitation Index
  • normal drought
  • linear regression
  • climate change