چکیده:
خشکسالی مختص مکان خاص نبوده و مناطق مختلف جهان از آن متاثر میباشد، یکی از این مناطق، شمال غرب ایران است که در چند سال اخیر از این پدیده رنج میبرد. هدف پژوهش حاضر مدلسازی و تحلیل خشکسالی در شمال غرب ایران میباشد. برای این کار پارامترهای اقلیمی: بارش، دما، ساعات آفتابی، حداقل رطوبت نسبی و سرعت باد در بازه زمانی 32 ساله (2018- 1987) در 21 ایستگاه شمال غرب ایران مورد استفاده قرار گرفت. برای مدل سازی، شاخص فازی T. I. B. I ابتدا چهار شاخص (SET, SPI, SEB, MCZI) با استفاده منطق فازی در نرمافزار Matlab فازیسازی شدند، سپس شاخصها با هم مقایسه شده و درنهایت از مدل تصمیم گیری چند متغیره Topsis، برای اولویت سنجی مناطق درگیر با خشکسالی استفاده شد. یافتههای پژوهش نشان داد مدل T. I. B. I طبقات خشکسالی، چهار شاخص مذکور را بهصورت دقیق در خود منعکس میکند. از بین 5 پارامتر اقلیمی مورد استفاده در این پژوهش، پارامتر دما در نوسان شدت خشکسالی بیشترین تاثیر را داشت. شدت خشکسالی براساس مدل سازی صورت گرفته در مقیاس 12 ماهه بیشتر از 6 ماهه بود، طولانیترین تداوم خشکسالی در منطقه مورد مطالعه مربوط به ایستگاه ارومیه در بازه 12 ماهه از ماه جولای سال 2003 تا ماه دسامبر سال 2004 به مدت 18 ماه رخ داده است. بیشترین درصد رخداد خشکسالی در ایستگاه ارومیه در مقیاس 12 ماهه و کمترین آن در ایستگاه سنندج در مقیاس 6 ماهه اتفاق افتاده است. براساس مدل سازی صورت گرفته، شاخص فازی T. I. B. I نسبت به شاخص فازی SPEI برتری نسبی را نشان داد.
Introduction
Drought is one of the natural hazards which can cause an irreparable damage in various sectors of agriculture, economics, and so on. In recent years, different regions of the world have experienced more severe drought (Mirzai et al., 2015). Also, drought is one of the most important natural disasters affecting agriculture and water resources which is abundant especially in arid and semi-arid regions (Shamsenya et al., 2008). Drought changes are well-suited for optimal management of water resources utilization (Alizadeh, 2017). Drought is also referred to as a climate phenomenon with a lack of humidity and rainfall relative to normal conditions. This phenomenon strongly affects all aspects of human activity (Zeinali & Safarian Zangir, 2017). Regarding the studies done inside and outside of the country, this study attempted to model and monitor the drought phenomenon in northwest of Iran using a new index.
Materials and Methods
In this study, drought modeling in northwest of Iran was carried out using climatic data of rainfall, temperature, sunshine, relative humidity, and wind speed monthly (6 and 12 months scale) for the period of 32 years (1987-2018) in five provinces of Ardebil, East Azarbaijan, West Azarbaijan, Zanjan, and Kordestan in 21 stations using a new index modeling called TIBI architecture, fuzzyized from four indicators (SET, SPI, SEB, MCZI) Valid in World Meteorological Organization. The position of the studied areas are shown in Fig. 1 and the coordinates of the stations are presented in Table (1).
Results and Discussion
Monitoring of drought fluctuations based on four integrated indicators in T.I.B.I
In order to investigate the effect of drought fluctuations in drought conditions of stations, it is possible to find changes in the parameters (SET, SPI, SEB, & MCZI) within the TIBI index. Considering the large number of stations studied, for the sake of better understanding, only the drought series chart of Tabriz station was presented on two 6-and 12-month scale. (In the above-mentioned Station diagram, the Flash line Red shows a 6-month-old drought margin with a value of 0.44 and more, and a 12-month scale with a value of 0.98 and more). The analysis of these forms shows that at the 6 and 12-month scale of Tabriz station, the amount of evapotranspiration was similar to drought conditions, which decreased from March 1993 to July 1998, while after this month an increase was observed. The impact of rainfall on a 6-month scale is weaker than the 12-month scale. From April 1996 to December 2004, it has grown steadily, and then followed the same pattern. The indicators (SET, SPI, SEB, & MCZI) affect the TIBI index and show some trends indicating that the new TIBI fuzzy index is well reflected in the four indicators. Its drought classes scale was presented in Table 5. The T.I.B.I index on a 12-month scale shows a sharper shape compared to a six-month scale.
Conclusion
In recent years, drought is one of the most important damaging issues in different sectors such as agriculture, economics, etc. In different parts of Iran including Northwest of Iran, Researchers have done a lot of research on drought monitoring. They presented different models but did not adequately cover the subject. The purpose of this study was to model and investigate drought in northwest of Iran during the 6 and 12-month scale. At stations, the intensity of the 12-month scale and the frequency of droughts are more than 6 months. Drought persistence is more than 12 months old. Drought had a lower continuity in the short-run time scale and was influenced by the temperature parameter. The severity of drought in the long periods of time was less responsive to rainfall variations. The trend of drought in the northwest of Iran increased and the temperature trend was mildly increasing. The most frequent occurrence of drought occurred at the 6th and 12th month scale in Orumiyeh station, while the lowest in both the 6 and 12-month scale in Sanandaj station. The percentage of drought frequency in Jolfa, Maku, and Uromieh stations was 12 months higher than the 6-month scale.
خلاصه ماشینی:
I ابتها چهاار شااخص ) ,SET SPI, SEB, MCZI( با استفاده منقق فازی در نر افزار Matlab فازیسازی شهنه، سپس شاخصها باا هام مقایس شهه و درنهایت از مهل تصمیمریری چنه متغیره Topsis، بارای اولویتسانجی منااطق درریار باا خشکسالی استفاده شه.
I برای پایش خشکسالی بعه از تعیی ساختار مهل فازی، برنام رایان ای مربوط ب محیط نر افزار Matlab طراحی شه و باا اساتفاده از ایا برنام فایلهای ورودی یعنی مقادیر شاخصهای )SET, SPI, SEB, MCZI( خوانهه شاهه و مقاادیر T.
در مقیاس ١٢ ماه غرب منقق ماورد مقالعا بایشتار در معارض خشکسالی قرار ررفتنه ک ایستگاههای بیشتر درریر با خشکسالی ارومی ، جلفاا و مااکو باا درصاه فراوانای خشکسالی ب دست آمهه از چهار شاخص تلفیقی )SET, SPI, SEB, MCZI( در مهل فازی جهیه T.
و درنهایت فتحیزاده و همکاران، ١٠٣١: در مقالع ای ب بررسای رواباط بای خشکسالی هواشناسی و متغیرهای خورشیهی در برخی از ایستگاههای همهیهی ایران اقاها نمودناه و کاارائی ماهل - های استفاده شهه را تأییه کردنه.
تفاوت مهل استفاده شهه در پژوهش حاضر با سایر ماهلهاا با دلیال فازیساازی و ترکیب چهار شاخص ورودی با تعیی قواعه و تواب عضویتها و ضریب خقاهاای پاایی از دقات و کاارائی بالاای برخوردار میباشه با ای حال با هم مقایس صورت ررفت ، مهلسازی صاورت ررفتا در پاژوهش حاضار در ماهل - سازی و پایش پهیهه خشکسالی در شمال غرب ایران کارایی قابل قبولی داشت.