بررسی روند خشکسالی هواشناسی و کشاورزی در مناطق نیمه‌خشک، خشک و فراخشک جهان

نویسندگان

دانشگاه یزد

10.22052/6.14.91

چکیده

خشکسالی یکی از پرهزینه‌ترین مخاطرات طبیعی است که وقوع آن به‌خصوص در اقلیم‌های خشک و نیمه‌خشک که با محدودیت جدی منابع آب روبه‌رو هستند، شرایط نامناسبی را پدید می‌آورد. همچنین، پدیدۀ تغییر اقلیم نیز می‌تواند خشکسالی‌ها را تحت تأثیر قرار دهد. بنابراین، بررسی روند خشکسالی‌ها طی سال‌های گذشته در این مناطق، امری ضروری است. در این مقاله، روند خشکسالی‌های هواشناسی و کشاورزی در مناطق فراخشک، خشک و نیمه‌خشک جهان و براساس شاخص استانداردشدۀ بارش (SPI) موردبررسی قرار گرفته است. SPI در مقیاس‌های زمانی کوتاه‌مدت 1، 3 و 6 ماهه براساس داده‌های شبکه‌ای بارش فراهم‌شده به‌وسیلۀ  CRU، در بازه زمانی 1970 تا 2014 ایجاد و سپس روند کلاس‌های متوسط تا شدید و بسیار شدید آن‌ها به‌وسیلۀ آزمون ناپارامتری من-کندال موردبررسی قرار گرفت. نتایج حاکی از فراوانی مناطق بدون روند است. بااین‌حال، وجود روندهای پراکنده معنادار صعودی و نزولی در بسیاری از مناطق موردبررسی مشاهده می‌شود. روندهای منفی SPI که نشان‌دهندۀ افزایش خشکسالی‌هاست، در منطقۀ خاورمیانه، مرکز استرالیا و غرب آمریکا بیشتر مشهود است. افزایش شدت خشکسالی‌ها می‌تواند به محدودیت بیشتر منابع آب، به‌خصوص در کشورهای درحال‌توسعه دامن بزند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigation of meteorological and agricultural drought trends in hyper-arid, arid and semi-arid regions of the world

نویسندگان [English]

  • Mohamad Reza Kousari
  • Mohamad Reza Ekhtesasi
چکیده [English]

Drought is one of the most costly natural hazards and is more dangerous in arid and semiarid regions which suffer from limited water resources. Climate change can also affect drought intensity; therefore, it is essential to analyze the trends of drought, particularly in these regions. This study surveyed the trends of meteorological and agricultural drought in hyper-arid, arid and semiarid regions of the world using the standardized precipitation index (SPI). Short time scales of 1-, 3- and 6-month SPI (moderate to severe and extreme drought) were derived for the period of 1970 to 2014 from the gridded precipitation data provided by CRU. The trends of the time series were computed using the Mann-Kendall nonparametric statistical test. The results showed that non-significant trends were dominant; however, some territories showed significant upward and downward SPI trends in different parts of the study regions. The significant negative SPI trends, which imply increased drought, were observed in the Middle East, central Australia and western North America. An increase in drought severity can increase consumption of water resources, particularly in developing countries.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Arid
  • Drought
  • global scale
  • hyper-arid
  • semi-arid
  • Trend
1. (AMS), A. M. S. 2004. Statement on meteorological drought. Bull Am Meteorol Soc, 85:771–773. 2. AghaKouchak, A., Nakhjiri, N. A. 2012. near real-time satellite-based global drought climate data record. Environ Res Lett, 7:044037. 3. Damberg, L., AghaKouchak, A. 2014. Global trends and patterns of drought from space. Theor Appl Climatol 117:441-448. 4. Dai Aiguo؛ Lamb Peter J.؛ Trenberth Kevin E.؛ Hulme Mike؛ Jones Philip D. And Xie Pingping. (2004). The recent Sahel drought is real. International Journal of Climatology، 24(11): 1323-1331. 5. Dai Aiguo. (2006). Recent Climatology, Variability, and Trends in Global Surface Humidity. Journal of Climate، 19(15): 3589-3606. 6. Dai A. (2011). Drought under global warming: A review. Wiley Interdisciplinary Reviews; Clim. Change، 2(1): 45–65. 7. Eslamian Saeid؛ Khordadi Mohammad Javad و Abedi-Koupai Jahangir. (2011). Effects of variations in climatic parameters on evapotranspiration in the arid and semi-arid regions. Global and Planetary Change، 78(3–4): 188-194. 8. Farahmand, A., AghaKouchak, A. 2015. A generalized framework for deriving nonparametric standardized drought indicators. Advances in Water Resources, 76:140-145. 9. Gringorten, I. I. 1963. A plotting rule for extreme probability paper. J Geophys Res, 68:813-814. 10. Guttman, N. B. 1994. On the sensitivity of sample L moments to sample size. Journal of Climate, 7:1026–1029. 11. Harris, I., Jones, P. D., Osborn, T. J., Lister, D. H. 2014. Updated high-resolution grids of monthly climatic observations – the CRU TS3.10 Dataset. International Journal of Climatology, 34:623-642. 12. Hirsch, R., Helsel, D., Cohn, T., Ilroy, E. 1993. Statistical analysis of hydrologic data. Handbook of hydrology. McGraw-Hill, New York. 13. IPCC. 2007 Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Solomon, S., D. Qin, M. Manning, Z. Chen, M. Marquis, K.B. Averyt, M.Tignor and H.L. Miller (eds.)]. 14. Kendall, M. G. (1975) Rank Correlation Methods. Griffin, London. 15. Kousari, M., Dastorani, M. T., Niazi, Y., Soheyli, E., Hayatzadeh, M., Chezgi, J. 2014. Trend Detection of Drought in Arid and Semi-Arid Regions of Iran Based on Implementation of Reconnaissance Drought Index (RDI) and Application of Non-Parametrical Statistical Method. Water Resour Manag, 28:1857–1872. 16. Mishra, A., Singh, V. 2010. A review of drought concepts. Journal of Hydrology, 391:202–216. 17. Modarres, R., Sarhadi, A., Burn, D. H. 2016. Changes of extreme drought and flood events in Iran. Global and Planetary Change, 144:67-81. 18. Mishra A. K. و Desai V. R. (2005). Drought forecasting using stochastic models. Stochastic Environmental Research and Risk Assessment، 19(5): 326-339. 19. Mckee T.B.؛ Doesken N.J. و Kleist J. . (1993). The relationship of drought frequency and duration to time scales. In: Proc. 8th conference on applied climatology، Anaheim, California. 20. Nafarzadegan A. R.؛ Rezaeian Zadeh M.؛ Kherad M.؛ Ahani H.؛ Gharehkhani A.؛ Karampoor M. A. و Kousari M. R. (2012). Drought area monitoring during the past three decades in Fars province, Iran. Quaternary International، 250(0): 27-36. 21. Sheffield, J., Wood, E. F., Roderick, M. L. 2012. Little change in global drought over the past 60 years. Nature, 491:435-438. 22. UNEP (United Nations Environment Programme), 1997. World atlas of desertification 2ED. UNEP, London. 23. Wilhite, D. A., Glantz, M. H. 1985. Understanding the drought phenomenon: the role of definitions. Water Int. 10:111–120. 24. WMO. 2012. Standardized Precipitation Index User Guide. Journal, 25. Yu, Y., Zou, S., Whittemore, D. 1993. Non-parametric trend analysis of water quality data of rivers in Kansas. J Hydrol 150:61–80. 26. Zhai, L., Feng, Q. 2008. Spatial and temporal pattern of precipitation and drought in Gansu Province, Northwest China. Nat Hazard, 49:1–24.