تحلیل جامع بر خشکسالی های ایران در نیم قرن اخیر (2010-1961)

---

خشکسالی یکی از پدیده های مخرب اقلیمی ست که هر از چندگاهی در برخی از مناطق جهان و در همه نوع آب و هوا می تواند بروز یابد که مسبب وارد آمدن خسارت های سنگینی در بعد کشاورزی، منابع آبی، زیست محیطی و انسانی وارد سازد. از اینرو هر گونه پژوهش در مورد رفتار الگوهای زمانی و مکانی این پدیده مخرب می تواند بشر را در جهت اخذ برنامه ریزی های صحیح و به موقع و آمادگی لازم برای مقالبه با آن فراهم آورد.

در پژوهشی که به تازگی در این زمینه صورت گرفته و مشروح آن در نشریه پژوهش های اقلیمی شناسی آمده؛ تحلیل جامعی بر خشکسالی های ایران در نیم قرن اخیر صورت گرفته ست. در این تحقیق داده های بارش ماهانه در یک دوره 50 ساله از 2010 - 1961 ایستگاه های سینوپتیک ایران به منظور شناسایی چگونگی خشکسالی های بلند مدت در مقیاس زمانی 24 ماهه مورد بررسی قرار گرفت. در این مطالعه از روش استاندارد بارش، تحلیل مولفه اصلی و خوشه بندی برای تعیین خشکسالی ها و نواحی همگن خشکسالی در ایران استفاده شد. نتایج این واکاوی نشان داد که خشکسالی ایران از یک رفتار منظم فضایی و منطقی در دراز مدت تبعیت می نماید. چنانکه این روند شمال غربی - جنوب شرقی بوده و در برگیرنده 7 ناحیه همگن خشکسالی بلند مدت است.

شکل 1. نواحی همگن فضایی خشکسالی بلند مدت به همراه مسیر  عبور سیکلون ها به منطقه خاورمیانه و ایران

ناحیه 1 (شمال و شمال غربی): تبریز - خوی - گرگان

ناحیه 2 (خزر غربی): رامسر - رشت - بندر انزلی

ناحیه 3 (غرب): قزوین، سقز - کرمانشاه - همدان - سنندج - ارومیه - تهران - زنجان - بابلسر

ناحیه 4 (شرق زاگرس): خرم آباد - اراک - اصفهان

ناحیه 5 (شمال شرقی): مهشد - سبزاور - شاهرود - تربت حیدریه - بیرجند - بندر عباس

ناحیه 6 (جنوب غربی): آبادان - بوشهر - اهواز - شیراز

ناحیه 7 (جنوب شرقی): کرمان - بم - زاهدان

 خشکسالی در مقیاس شاخص بارش استاندارد 24ماهه، بارش در 24 ماهه اول (از ژانویه 1961 تا دسامبر1962) در ارتباط با میانگین بلند مدت همان 24 ماه اول (از ژانویه 1961 تا دسامبر 1962) محاسبه شده و مقدارشاخص برای دسامبر 1962 تعیین گردید.

 فرمول (1): شاخص استاندارد بارش:

که در آن x_i مقدار بارش به میلیمتر در ماه خاص (مثلاً دیماه)، x میانگین بلند مدت بارش در ماه خاص، s انحراف معیار بلند مدت بارش در ماه خاص می باشد. شاخص بارش استاندارد دارای طبقه بندی زیر می باشد:

جدول 1.  مقادیر شاخص بارش استاندارد

 

این رفتار فضایی حاکی از چگونگی ورود توده های باران زا به ایران است که عمدتاً از دریای مدیترانه و شرق آن با جهت جنوب غربی شمال شرقی با توجه به وضعیت قرارگیری تراف شرق دریای مدیترانه به ایران می رسند. از طرفی برعکس شرایط کاهش ریزش های جوی و خشکسالی ها در ضعیف بودن ورود توده های غربی و تراف فوق مرتبط با مانع (Blocking) و غیره می باشد. بنابراین روند فضایی خشکسالی های بلندمدت در ایران با مسیرهای ورود سیکلون ها و توده های مرطوب از مدیترانه به ایران (علیجانی، 1378) مطابقت دارد. این روند فضایی خشکسالی ایران نشان می دهد، نقش عوامل سینوپتیک و الگوهای جوی در وقوع خشکسالی های بلند مدت در ایران غالب بوده و ورود و یا عدم ورود توده های مرطوب از غرب در ارتباط با الگوی باد های غربی و خصوصاً تراف شرق دریای مدیترانه، وقوع خشکسالی در ایران را موجب، می شود. 

شکل 2 . مسیر  عبور سیکلون ها به منطقه خاورمیانه و ایران (بالا) توزیع مسیرهای ورودی به کشور ایران  (پایین) توزیع سالانه مسیرهای سیکلونی

همچنین با توجه نتایج همبستگی (شکل 3) تعداد ایستگاها در گروه 3 و همبستگی بالای ایستگاها با ایستگاه سقز نشان دهنده مسیر ورود توده های مرطوب از این منطقه بوده و در مرحله بعد همبستگی ایستگاه ها از جنوب غرب تا شمال شرق که به ترتیب در گروهای 5 و 6 قرار دارند، نشان دهنده مسیر بعدی ورود رطوبت و توده های مرطوب به ایران از مدیترانه وخلیج فارس است. از طرفی نبود همبستگی و همبستگی منفی سری های زمانی در ایستگاهای جنوب غربی و جنوب شرقی ایران با ایستگاهای شمال غربی و ساحل دریای خزر تایید کننده مطالب بالاست و اینکه توده های مرطوب از خلیج فارس به شمال غرب و یا سواحل خزر نمی رسند و برعکس آن نیز وجود دارد یعنی توده های مرطوب و رطوبت از شمال غربی به مناطق جنوبی و جنوب غربی و یا از دریای خزر به مناطق جنوبی و جنوب غربی وارد نمی شوند. همچنین ایستگاهای بابلسر و تبریز همبستگی منفی داشته و همبستگی مثبت (0.7) ایستگاه های گرگان و تبریز در یک گروه، نشان دهنده پیچیدگی اقلیمی ناشی از پدیده های جغرافیایی شمال فلات ایران، شامل چاله دریای خزر، کوهای البرز در کنار هم و الگوهای جوی مختلف در این منطقه می باشند. از طرفی همبستگی منفی بندرعباس با ایستگاهی همدان، کرمانشاه و  سقز (کمتر از صفر)  و همبستگی مثبت بالا (0.7) با ایستگاه تربت حیدریه حکایت از مسیرهای ورود رطوبت از خلیج فارس تا شمال شرق ایران و خراسان دارد.

شکل 3 . همبستگی فضایی سری های زمانی شاخص بارش استاندارد بلند مدت ایستگاه ها( SPI 24)

همچنین شکل 1 نشان دهنده مناطق همگن خشکسالی بلند مدت در ایران است و اینکه پدیده خشکسالی ها در ایران به شکل منطقه ای عمل می کنند. بنابراین همزمان که منطقه ای از ایران خشکسالی را تجربه می کند، مناطق دیگر ترسالی را تجربه می کنند. که این مهم در ارتباط با وضعیت قرار گیری الگوهای جوی، ورود توده های مختلف جوی از عرض های بالا و نواحی اطراف ایران از جمله مدیترانه، سیبری، ورتکس قطبی، پرارتفاع جنب حاره از عربستان و آفریقا و شرایط جوی در سطح زمین می باشند.

بنابراین کل ایران از نظر بحران خشکسالی در دهه گذشته، دهه 2000، دوره های خشکسالی و شدیدترین خشکسالی ها را طی نیم قرن اخیر تجربه کرده اند. از آنجا که خشکسالی پدیده ای خزشی و مزمن بوده، بخش های مختلف اکوسیستم های ایران را به مرور ضعیف و نابود کرده است. بنابراین در اولویت بندی نواحی ایران برای برنامه ریزی و مدیریت ریسک و بحران برای کاهش پیامدهای خشکسالی های اخیر به ترتیب 1، 3، 5، 7، 6، 2 و 4 قرار دارند و ضروری است تا برنامه ریزان و مدیران به جای برنامه های استانی برای مدیریت خشکسالی، برنامه و طرح های منطقه ای کاهش پیامدهای خشکسالی طرح ریزی کنند. چرا که با توجه به توانمندی های طبیعی، اقلیمی، اقتصادی، کشاورزی، صنعتی، انسانی و غیره هر منطقه برنامه خشکسالی مناسب برای همان منطقه در ارتباط با کاهش اثر خشکسالی ضروری و اولویت خواهد داشت. طبیعی است برنامه و طرحی که برای منطقه شمال غرب ایران لازم و در اولویت قرار دارد برای منطقه جنوب شرق ایران اولویت نخواهد داشت. بنابراین برنامه ریزی اصولی و آینده نگری در هر منطقه برای کاهش پیامدهای خشکسالی متفاوت می باشد. همچنین اولویت بندی مناطق خشکسالی بلند مدت کمک می کند تا برنامه ریزان کلان دید کاملی از نظر اولویت بندی زمانی و مالی برای طرح ها و برنامه ریزی های کاهش پیامدهای خشکسالی و توسعه پایدار منابع آبی ایران داشته باشند. قابل ذکر است با توجه به خشکسالی های واقعی و شدید دهه گذشته، 2000، در همه نواحی ایران، آمادگی لازم برای روبرو شدن با پیامدهای خشکسالی در برنامه ریزان، مدیران، جامعه و اولویت بندی طرح های کلان ضروری می باشد.

برخی از نتایج پژوهش های صورت گرفته در ارتباط با بحث خشکسالی های کشور:

• در مناطق مختلف ایران تعیین پراکندگی فضایی خشکسالی های کوتاه مدت با بارش ماهانه برای دوره 2005-1976 از 70 ایستگاه سینوپتیک، این خشکسالی ها با شاخص استاندارد بارش در مقیاس 3 و 6 ماهه تعیین شد. نتایج تحلیل فضایی حاکی است خشکسالی در ایران از رفتار مداری تبعیت کرده، چنانکه مناطق نیمه شمالی ایران خشکسالی بیشتر و نیمه جنوبی ایران بر عکس خشکسالی کمتری را تجربه می کنند (علیجانی و بابائی، 1388). 

• از طرفی خشکسالی هواشناسی خراسان رضوی در ارتباط با الگوهای جو با استفاده از بارش ماهانه 9 ایستگاه سینوپتیک استان از دوره 2008-1989 و با شاخص بارش استاندارد در مقیاس 1 و 3 ماهه تعیین گردید. نتایج نشان داد به ترتیب کاشمر و نیشابور بیشترین و کمترین خشکسالی ها را تجربه کرده اند. در ادامه با تعیین سال 2001 به عنوان خشکترین سال در استان، پرفشار سیبری به عنوان یک مانع عمده جوی برای بارش های این منطقه تعیین گردید (موسوی بایگی واشرف، 1390). 

• همچنین داده های ماهانه بارش 33 ایستگاه سینوپتیک ایران در دوره 2005-1976 به منظور تعیین خشکسالی ها در مقیاس سه ماهه شاخص بارش استاندارد استفاده و با مدل زنجیره مارکوف ها آینده خشکسالی پیش بینی گردید. نتایج نشان داد بعد از دوره مطالعه، خشکسالی های متوسط (87 درصد ایستگاها) و شدید (9 درصد ایستگاها) در ایران تجربه می کنند (قمقامی و بذرافشان، 1391). 

• از طرفی سینوپتیک خشکسالی و ترسالی غرب ایران با بارش ماهانه دوره 2008-1989 از 20 ایستگاه جنوب غرب و با شاخص نمره استاندارد(z score) تعیین و حاکی است، خشکسالی ها در جنوب غرب نسبت به ترسالی ها افزایش داشته و جابجایی زمانی از اواخر زمستان به اوایل زمستان در بارش های جنوب غرب مشاهده شد. همچنین عامل خشکسالی منطقه پرفشار جنب حاره روی عربستان و پرارتفاع سطوح بالای جو تعیین گردید(خوش اخلاق و همکاران، 1391). 

• در جنوب شرق ایران نیز در ایرانشهر خشکسالی ها با استفاده از بارش ماهانه 1385-1359 و شاخص نمره استاندارد تعیین و با مدل زنجیره مارکوف تداوم خشکسالی ها بررسی شد. نتایج نشان داد تداوم خشکسالی ها در ابتدای دوره مطالعه کم و در سالهای اخیر، 1385-1377 ، شدت و تداوم  خشکسالی ها در ایرانشهر بیشتر است (طاووسی و همکاران، 1389). 

• رشد قطری درختان صنوبر در صومعه سرای گیلان از 1382-1372 و دوره های خشکسالی تعیین گردید، چنانکه با وقوع خشکسالی، قطر درختان کاهش داشته و با کاهش 1200 میلیمتر بارش به 800 میلیمتر قطر درختان 2.3 میلی متر کاهش می یابد (رمضانی گورابی وشیرزاد، 1389). 

•  در دشت قزوین کاهش سطح آبهای زیر زمینی در ارتباط با خشکسالی نشان داد، در سالهای منتهی به 2000 خشکسالی بیشتر از ترسالی بوده و این موجب کاهش سطح آبهای زیر زمینی به طور متوسط 25 سانتی متر در سال شده و در دو سال شاخص از نظر شدت خشکسالی ها، 1999 و 2000 سطح آب زیر زمینی در دشت قزوین 4 متر کاهش داشت (عزیزی، 1382). 

•  در سیستان وبلوچستان با استفاده از بارش ماهانه و شاخص استاندارد بارش برای دوره 2000-1965 ، الگوی زمانی و مکانی خشکسالی تعیین و نشان از فراوانی خشکسالی های کوتاه مدت داشته و از نظر مکانی خشکسالی های شمال و جنوب استان با همدیگر متفاوت است، طوریکه خشکسالی ها در ناحیه جنوب استان از تداوم زمانی کمتر و شمال استان با تداوم دوره خشکسالی بیشتر، خشکی شمال استان را تشدید می کند (رضیئی و همکاران، 1386). 

• همچنین اثر خشکسالی بر کیفیت آبهای زیرزمینی در دشت تبریز با استفاده از شاخص استاندارد از 1386-1351 و مقادیر تجزیه شیمیایی ( EC, TDS, SAR) آبها زیر زمینی 40 حلقه چاه عمیق و نیمه عمیق در مهرماه به عنوان ماه شاخص و تعیین سال 80-79 سال خیلی خشک، با همبستگی بررسی شد. نتایج نشان داد در سالهای همراه با خشکسالی مقادیر آبهای شور و خیلی شور با 28.2 درصد  و قلیائی با 25.35 درصد افزایش و در سال شاخص ترسالی این مقادیر به تریب به 18.15 و 4.92 درصد کاهش داشته است (کرمی وکاظمی، 1391)

• آینده خشکسالی در ایران طی 30 سال آینده با مدل های دینامیگی جفت شده گردش جو - اقیانوس AOGCM ،خروجی الگوی مدل گردش عمومی GCM و ریزگردانی با مدل آماری لارس LARS-WG برای دوره 2010 تا 2039 بررسی و با استفاده از شاخص بارش استاندارد وشاخص دهک خشکسالی ها تعیین گردید. نتایج حاکی است در 32 سال آینده خشکسالی ها در ایران افزایش داشته و ایران در سالهای 2011-2025-2032-2034-2035 و 2039 خشکسالی های شدید و خیلی شدید را تجربه می کند و سال 2039 خشکترین سال برای ایران خواهدبود(خزانه داری وهمکاران، 1388).

 AOGCM=Atmosphere-Ocean General Circulation Model 

GCM=Standard Precipitation Index

مشروح این پژوهش در شماره بیست و سوم و بیست و چهارم نشریه پژوهش های اقلیم شناسی به کوشش رضا دوستان؛ دکتری اقلیم شناسی، استادیار اقلیم شناسی دانشگاه فردوسی مشهد آمده ست.