ارزيابي روند تغييرات خشكسالي بر اساس شاخص بارش استاندارد شده و شاخص تبخير - تعرق استاندارد شده در سواحل جنوبي ايران

Evaluation of temporal trends of the drought indices SPI and SPEI in the Southern Coast of Iran

اين تحقيق با هدف مقايسه دو شاخص بارش استاندارد (SPI) و شاخص بارش- تبخير و تعرق استاندارد (SPEI) از نظر پايش و روند خشكسالي اقليمي در ايستگاه‌هاي سينوپتيك واقع در سواحل خليج‌فارس و درياي عمان طي دوره آماري (1992 تا 2014) انجام شده است. تحليل روند خشكسالي با استفاده از روش‌هاي من- كندال و من - كندال اصلاح شده با حذف اثر خودهمبستگي صورت پذيرفته است. مقايسه نتايج دو شاخص در تحليل خشكسالي و درصد فراواني خشكسالي در كلاس‌هاي مختلف در مقياس‌هاي زماني 3 تا 48 ماهه نشان داد، روند تغييرات دو شاخص مشابه اما شاخص SPEI نسبت به SPI فركانس بالاتري از خشكسالي و پاسخ سريع‌تري به تغييرات رطوبتي نشان مي‌دهد. بين تمامي مقياس‌هاي زماني محاسبه دو شاخص رابطه مثبت و معني‌دار وجود دارد ، به طوري كه بالاترين ضريب همبستگي در اكثر ايستگاه‌ها در مقياس 12 و 24 ماهه به‌ترتيب 0/97 و 0/98 مشاهده گرديد. نتايج مشابهي نيز در تحليل درصد فراواني در كلاس‌هاي مختلف بدست آمد. بررسي روند خشكسالي در منطقه مورد مطالعه حاكي از روند فزاينده خشكسالي است كه با افزايش مقياس زماني شيب روند شاخص SPEI نسبت به SPI قوي تر است. در نهايت پيشنهاد مي‌گردد، در اقليم‌هاي خشك و فراخشك بيابان ساحلي استفاده از SPI براي پايش خشكسالي كافي نيست و به دليل نقش دما به عنوان عامل محدود كننده رطوبت، استفاده از شاخص SPEI براي پايش موثر و دقيق خشكسالي‌ها استفاده شود.

This research aims to compare the performances of the Standardized Precipitation Index (SPI) and Standardized Precipitation minus Evapotranspiration Index (SPEI) in terms of the monitoring and trend analysis of the climatic droughts at several synoptic stations located in the coastal areas of Persian Gulf and Oman Sea during 1992 - 2014. To this end, trend analysis of drought was carried out using the traditional Mann-Kendall and Trend Free Pre-Whitening (TFPW) Mann-Kendall tests. Results showed that both indices report the same behaviors, but the SPEI presents higher percentages in different drought classes and a rapid responses to humidity variations at all time scales when comparing to the SPI. There were significant positive correlations between the two indices at the corresponding timescales such that the highest correlations in most of the stations with the values 0.97 and 0.98 were related to the time scales of 12 and 24 months, respectively. The same results were obtained for the frequency percentages of different classes of the mentioned drought indices. Trend of droughts in the region is generally increasing and the slope of trend for the SPEI is stronger than SPI as the time scale increases. Finally, the use of SPI is not sufficient to monitor droughts in arid and hyper-arid climates of coastal regions, and due to the role of temperature as the limited factor of humidity, the study recommend the use of SPEI for effective and accurate drought monitoring in such regions.