تحلیل فضایی مخاطرات محیطی

تحلیل فضایی مخاطرات محیطی

تحلیل وضعیت خشکسالی در سطح کشور ایران با استفاده از محصول بارشی مرکز ECMWF

نویسندگان
علیرضا پیل پایه 1
داوود نجفیان قوجه بیگلو 2
توفیق سعدی 3
اکبر رحمتی 4
1 دانشگاه آزاد اسلامی
2 دانشگاه آزاد واحد علوم و تحقیقات
3 دانشگاه خوارزمی
4 پردیس ابوریحان، دانشگاه تهران
10.29252/jsaeh.7.3.29
چکیده
خشکسالی از جمله بلایای طبیعی است که نسبت به سایر پدیده‏های طبیعی در یک بازه زمانی طولانی اتفاق می‏افتد که به­صورت متناوب جوامع بشری را از طریق اثرات منفی بر روی منابع آب و کشاورزی و به دنبال آن اقتصاد را دچار مشکل می‏سازد. یکی از روش­های بررسی وضعیت خشکسالی استفاده از شاخص­های خشکسالی همچون SPI می­باشد. در این پژوهش از شاخص SPI جهت بررسی خشکسالی و ترسالی طی دوره زمانی 2001 تا 2016 استفاده شده است. شاخص SPI صرفا مبتنی بر اساس میزان بارش بوده به همین جهت انتخاب یک منبع بارش مناسب جهت استخراج شاخص SPI در مقیاس­های زمانی مختلف از اهمیت به سزایی برخوردار می­باشد. ایستگاه­های سینوپتیک به دلیل عدم پراکنش مناسب و همچنین وجود خلاهای آماری زیاد نمی­توانند به عنوان منبع بارش مناسب در این نوع پژوهش­ها نقطه قابل اتکایی باشند به همین جهت منابع بارش شبکه­بندی شده که دارای قدرت تفکیک مکانی و زمانی بالایی هستند می­توانند به عنوان یک جایگزین مناسب برای ایستگاه­های زمینی استفاده شوند، در این پژوهش از منبع بارش Era-interim که محصول مرکز پیش­بینی های میان­مدت جوی اروپایی است استفاده شده است. نتایج ارزیابی­های اولیه حاکی از این بود که منبع بارش Era-interim می­تواند به عنوان یک جایگزین مناسب برای ایستگاه­های سینوپتیک در سطح کشور استفاده شود. به همین جهت از این منبع بارش جهت بررسی وضعیت خشکسالی در سطح کشور استفاده شد. برررسی وضعیت خشکسالی با توجه به شاخص SPI بود حاکی از این مساله بود که با افزایش مقیاس زمانی شاخص SPI خشکسالی­ها و ترسالی­ها شدیدتر شده به نحوی که خشکسالی­ها و ترسالی­های ملایم در اکثر ماه­ها و سال­های مورد بررسی تبدیل به خشکسالی­های شدید و ترسالی­های شدید شدند.

کلیدواژه‌ها
خشکسالی
شاخص SPI
منبع بارش شبکه‌بندی شده
قدرت تفکیک مکانی و زمانی
مرکز پیش‌بینی‌های میان مدت جوی اروپایی

عنوان مقاله English

Analysis of drought situation in Iran using ECMWF precipitation product

نویسندگان English

Alireza Pilpayeh 1
Davoud Najafian Ghojehbiglou 2
Tofigh Saadi 3
Akbar Rahmati 4
1 Department of Civil Engineering, Parsabad Moghan Branch, Islamic Azad University, Parsabad, Iran.
2 Student of Water Resources Engineering, Azad University, Faculty of Science and Research, Tehran, Iran.
3 Climatology, Kharazmi University, Tehran
4 Water Resources Engineering, Department of Irrigation and Drainage Engineering, Tehran University
چکیده English

Drought is one of the natural disasters occurring over a long period of time compared to other natural phenomena which intermittently impedes human societies through the negative impacts on water and agricultural resources and subsequently the economy. One of the methods of drought monitoring is the use of drought indices such as SPI. In this study, SPI index was used to study drought over the period 2001 to 2016. The SPI index is purely based on precipitation, so it is important to select a proper precipitation source to extract the SPI index at different time scales. Synoptic stations, due to lack of proper distribution and high statistical gaps, cannot be a reliable source of precipitation in this type of research, so global precipitation datasets having high spatial and temporal resolution can be used as a viable alternative to ground stations, in this study the Era-interim precipitation product, which is the product of the European Center for Medium range Weather Forecast was used. Initial results indicated that the Era-interim precipitation product could be used as a viable alternative to synoptic stations nationwide. Therefore, this precipitation product was used to assess the drought situation in the country. The study of drought status with respect to SPI indicated that with increasing SPI time scale dry and wet conditions became more severe so that mild dry and wet conditions in most in most month and years turned into severe dry and wet conditions.

کلیدواژه‌ها English

Era-interim
drought
SPI Index
Spatio-Temporal resolution
Synoptic
DEE, D. P.;UPPALA, S.;SIMMONS, A.;BERRISFORD, P.;POLI, P.;KOBAYASHI, S.;ANDRAE, U.;BALMASEDA, M.;BALSAMO, G. & BAUER, D. P. 2011. The ERA‐Interim reanalysis: Configuration and performance of the data assimilation system. Quarterly Journal of the royal meteorological society, 137, 553-597.

DERIN, Y.;ANAGNOSTOU, E.;BERNE, A.;BORGA, M.;BOUDEVILLAIN, B.;BUYTAERT, W.;CHANG, C.-H.;DELRIEU, G.;HONG, Y. & HSU, Y. C. 2016. Multiregional satellite precipitation products evaluation over complex terrain. Journal of Hydrometeorology, 17, 1817-1836.

DINPASHOH, Y.;FAKHERI-FARD, A.;MOGHADDAM, M.;JAHANBAKHSH, S. & MIRNIA, M. 2004. Selection of variables for the purpose of regionalization of Iran's precipitation climate using multivariate methods. Journal of Hydrology, 297, 109-123.

DUAN, Z.;LIU, J.;TUO, Y.;CHIOGNA, G. & DISSE, M. 2016. Evaluation of eight high spatial resolution gridded precipitation products in Adige Basin (Italy) at multiple temporal and spatial scales. Science of the Total Environment, 573, 1536-1553.

GOLIAN, S.;JAVADIAN, M. & BEHRANGI, A. 2019. On the use of satellite, gauge, and reanalysis precipitation products for drought studies. Environmental Research Letters.

HÉNIN, R.;LIBERATO, M.;RAMOS, A. & GOUVEIA, C. 2018. Assessing the Use of Satellite-Based Estimates and High-Resolution Precipitation Datasets for the Study of Extreme Precipitation Events over the Iberian Peninsula. Water, 10, 1688.

LAI, C.;ZHONG, R.;WANG, Z.;WU, X.;CHEN, X.;WANG, P. & LIAN, Y. 2019. Monitoring hydrological drought using long-term satellite-based precipitation data. Science of the total environment, 649, 1198-1208.

MCKEE, T. B.;DOESKEN, N. J. & KLEIST, J. The relationship of drought frequency and duration to time scales. Proceedings of the 8th Conference on Applied Climatology, 1993. American Meteorological Society Boston, MA, 179-183.

RAZIEI, T.;BORDI, I.;PEREIRA, L. & SUTERA, A. 2010. Space-time variability of hydrological drought and wetness in Iran using NCEP/NCAR and GPCC datasets. Hydrology and Earth System Sciences, 14, 1919-1930.

RAZIEI, T.;BORDI, I. & PEREIRA, L. S. 2011. An application of GPCC and NCEP/NCAR datasets for drought variability analysis in Iran. Water resources management, 25, 1075-1086.

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.

SHAH, R. & MISHRA, V. 2014. Evaluation of the reanalysis products for the monsoon season droughts in India. Journal of Hydrometeorology, 15, 1575-1591.

TAN, M.;IBRAHIM, A.;DUAN, Z.;CRACKNELL, A. & CHAPLOT, V. 2015. Evaluation of six high-resolution satellite and ground-based precipitation products over Malaysia. Remote Sensing, 7, 1504-1528.

WANG, F.;YANG, H.;WANG, Z.;ZHANG, Z. & LI, Z. 2019. Drought evaluation with CMORPH satellite precipitation data in the Yellow River Basin by using Gridded Standardized Precipitation Evapotranspiration Index. Remote Sensing, 11, 485.

XU, X.;FREY, S. K.;BOLUWADE, A.;ERLER, A. R.;KHADER, O.;LAPEN, D. R. & SUDICKY, E. 2019. Evaluation of variability among different precipitation products in the Northern Great Plains. Journal of Hydrology: Regional Studies, 24, 100608.