خشكسالی

خشكسالی

 

مفهوم خشكسالي :

 

    خشكسالی حالتی نرمال و مستمر از اقليم است . گرچه بسياری به اشتباه آن را واقعه ای تصادفی و نادر می پندارند . اين پديده تقريباً در تمامی مناطق اقليمی رخ می دهد ، گرچه مشخصات آن از يك منطقه به منطقه ديگر كاملاً تفاوت می كند . خشكسالی يك اختلال موقتی است و با خشكی تفاوت دارد چرا كه خشكی صرفاً محدود به مناطقی با بارندگی اندك است و حالتی دائمی از اقليم می باشد .

 

    خشكسالی جزء‌ بلايای طبيعی نامحسوس است . گر چه تعاريف متفاوتی برای اين پديده ارائه شده ليكن در كل حاصل كمبود بارش در طی يك دوره ممتد زمانی معمولاً يك فصل يا بيشتر می باشد . اين كمبود منجر به نقصان آب برای برخی فعاليت ها ، گروهها و يا يك بخش زيست محيطی می شود . خشكسالی بايستی در رابطه با برخی شرايط متوسط درازمدت از موازنه مابين بارش و تبخير و تعرق درنظر گرفته شود ، معمولاً در هر منطقه ای يك شرايط خاص بعنوان  “ نرمال ” تعريف می شود .

 

 بعلاوه اين پديده با زمان ( فصل اصلی وقوع اين پديده ، تأخير در شروع فصل بارانی، وقوع بارش در ارتباط با مراحل اصلی رشد گياه ) و نيز مؤثر بودن بارش ها ( شدت ، بارش ، تعداد رخدادهای بارندگی ) مرتبط است .

 

 ساير فاكتورهای اقليمی نظير دمای بالا ، باد شديد و رطوبت نسبی پايين تر غالباً در بسياری از نقاط جهان با اين پديده همراه شده و می توانند به طرز قابل ملاحظه بر شدت آن بيفزايند .

 

    خشكسالی را نبايست صرفاً بعنوان پديده ای كاملاً فيزيكی يا طبيعی درنظر گرفت . تأثيرات آن در جامعه ماحصل ايفا نقشی مابين يك رخداد طبيعی ( بارش كمتر از حد مورد انتظار به دليل تغييرات اقليمی ) و نياز مردم به منابع تأمين آب می باشد . انسانها معمولاً از تأثيرات خشكسالی لطمه می بينند خشكسالی های اخير در هر دو گروه كشورهای توسعه يافته و در حال توسعه نتايج اقتصادی ، تأثيرات زيست محيطی و دشواريهای شخصی به بار آورده كه جملگی باعث شده اند كه آسيب پذيری تمامی جوامع به اين پديده زيانبخش طبيعی مدنظر قرار گيرد . دو نوع تعريف كلی خشكسالی وجود دارد :

 مفهومی و عملی

 

تعريف مفهومی خشكسالی :

 

تعاريف مفهومی كه در قالب اصطلاحاتی كلی بيان می شده به افراد كمك می كند تا مفهوم خشكسالی را درك كنند . بعنوان مثال “ خشكسالی عبارت است از يك دورة ممتد كمبود بارش كه منجر به صدمه زدن محصولات زراعی و كاهش عملكرد می شود ” .

 

    تعاريف مفهومی در تبيين سياستگزاری در زمينه خشكسالی نيز حائز اهميت است . مثلاً خط مشی ( سياست كلی ) در زمينه خشكسالی در استراليا تلفيقی از آگاهی نسبت به تغييرپذيری نرمال اقليم در تعريف متناظر آن از خشكسالی می باشد .

 اين كشور ، كمك های مالی به زارعان را صرفاً در رخداد “ خشكسالي های استثنايی ” بلاخص زمانی كه شرايط خشكسالی حادتر از مواردی است كه بعنوان جزيی از ريسك عادی مديريت پروژه درنظر گرفته می شود ، ارائه   می كند .

 تشخيص خشكسالی های استثنايی مبتنی بر ارزيابی های علمی است . پيش از اين زمانی كه خشكسالی از نقطه نظر سياستگزاری كمتر تعريف شده بود و زارعان درك درستی از آن نداشتند ، برخی كشاورزان در مناطق اقليمی نيمه خشك استراليا هر چند سال يكبار تقاضای كمكهايی برای مقابله با خشكسالی داشتند .

 

تعريف عملی خشكسالی :

 

    تعاريف عملی به افراد كمك می كند تا شروع ، خاتمه و درجه شدت خشكسالی را تشخيص دهند . برای تعيين شروع خشكسالی تعاريف عملی ، ميزان انحراف از ميانگين بارش يا ساير متغيرهای اقليمی در طول يك دوره زمانی را مشخص می كند . اين امر معمولاً با مقايسه وضعيت فعلی نسبت به متوسط های گذشته كه غالباً مبتنی بر دوره آماری30 ساله است انجام می شود .

 

 حد آستانه تعيين شده به عنوان شروع يك خشكسالی ( مثلاً 75 درصد بارش متوسط در طول يك دوره زمانی مشخص) معمولاً‌ بيشتر به صورت قراردادی انتخاب می شود تا بر مبنای رابطه دقيق تأثيرات خاص آن بر محيط . 

    در تعريفی عملی از خشكسالی برای كشاورزی مقدار بارندگی روزانه با مقادير تبخير و تعرق مقايسه می شود تا سرعت ( نرخ ) تخليه رطوبت خاك تعيين شود و اين روابط برحسب ميزان تأثيرات خشكسالی بر رفتار گياه ( يعنی رشد و عملكرد ) در مراحل مختلف نمو گياه بيان گردد .

    تعاريفی نظير اين مورد را می توان در ارزيابی عملي شدت و اثرات خشكسالی براساس متغيرهای هواشناسی ، رطوبت خاك و شرايط گياه در طی فصل رشد مورد استفاده قرار داد و مستمراً تأثير بالقوه اين شرايط را بر عملكرد نهايی ارزيابی كرد . بعلاوه اين تعاريف عملی در تحليل تناوب شدت و تداوم خشكسالی برای يك دوره تاريخی مفروض نيز كاربرد دارند . ليكن چنين تعاريفی نيازمند داده های جوی در مقياس های زمانی ساعتی، روزانه ، ماهانه و ساير مقاطع زمانی و احتمالاً داده های مربوط به تأثير پذيری از پديده نظير عملكرد محصول بسته به ماهيت تعريف ، مورد استفاده قرار می گيرند .تدوين ماهيت اقليم شناسی خشكسالی يك منطقه ، و درك بيشتری از خصوصيات و احتمال وقوع مجدد در شدت های مختلف اين پديده بدست   می دهد .

 اطلاعاتی از اين نوع در تهيه راهبردهای تقليل اثرات و واكنش اين پديده و طرحهای آمادگی بسيار سودمند است .

 

جنبه های مختلف در زمينه خشكسالی :

هواشناسی ، هيدرولوژيكی ، كشاورزی و اقتصادی - اجتماعی

   

خشكسالي هواشناسي :

 

     معمولاً براساس درجه خشكی ( در مقايسه با مقادير نرمال يا ميانگين ) و طول دوره خشكی تعريف می شود . تعاريف خشكسالی هواشناسی بايستی به صورت موردی برای هر منطقه خاص درنظر گرفته شود چرا كه شرايط جوی كه موجب كمبود بارش می شود ، از       منطقه ای به منطقه ديگر شديداً تغيير می كند .

 بعنوان مثال برخی تعاريف خشكسالی هواشناسی معرف دوره هايی از خشكسالی براساس تعداد روزهايی با بارش كمتر از يك حد آستانه خاص هستند . اين سنجه صرفاً برای مناطقی كه مشخصاً دارای رژيم های بارندگی ادواری هستند مانند جنگل های استوايی ، اقليم معتدل نيمه حاره يا اقليم مرطوب عرضهای ميانی مناسب است .

 مناطقی نظير مانائوس ( برزيل ) نيواورلئان لوئيزيانا ( آمريكا ) و لندن ( انگليس ) مثالهايی از اين مناطقند . مشخصه ساير مناطق اقليمی الگوی بارش فصلی است . نظير مناطق مركزی آمريكا ، شمال شرق برزيل ، غرب آفريقا و شمال استراليا .

    وجود دوره هايی طولانی بدون بارندگی امری عادی در مناطقی نظير اوباها ، نبراسكا( آمريكا ) ، فورتالزا ، سئار ( برزيل ) و داروين ( استراليا ) است . در اين موارد ، تعريفی مبتنی بر تعداد روزهايی با بارش كمتر از يك حد آستانه خاص، غير واقعی است . درساير تعاريف رابطه ای مابين ميزان انحراف واقعی بارش به مقادير متوسط ماهانه ، فصلی يا سالانه برقرار می شود .

خشکسالی

خشكسالی كشاورزی :

 

    خشكسالی كشاورزی اثرات ويژگيهای مختلف هواشناسی يا هيدرولوژيكی خشكسالی را به اين پديده كشاورزی بويژه كمبود بارش ، اختلاف بين تبخير و تعرق واقعی و پتانسيل ، كمبود رطوبت خاك ، افت سطح آب زيرزمينی يا مخزن و … مرتبط می سازد . نياز آبی گياه بستگی به شرايط جوی غالب ، خصوصيات زيستی گياه خاص ، مرحله رشد آن و خصوصيات فيزيكی و بيولوژيكی خاك دارد .

 تعريفی خوب از خشكسالی كشاورزی آن است كه بتواند حساسيت متغير گياهان زراعی را در طی مراحل نمو گياه از سبز شدن تا بلوغ لحاظ نمايد . كمبود رطوبت در لايه های فوقانی خاك به هنگام كاشت می تواند باعث تأخير جوانه زنی شود كه موجب كاهش تراكم بوته در هكتار و نقصان عملكرد نهايی گردد .

 ليكن چنانچه رطوبت خاك فوقانی(سطح الارضی) براي نيازهای مراحل اوليه رشد كافی باشد كمبودهای رطوبتی درلايه های زيرين خاك در صورت تأمين نيازهای آبی گياه بوسيله بارندگی يا آبياری بر عملكرد نهايی گياه تأثير چندانی نخواهد داشت .

 

خشكسالی هيدرولوژيكی :

 

    خشكسسالی هيدرولوژيكی با تأثيرات دوره هايی از نقصان ريزش های جوی ( شامل برف ) بر منابع تأمين های آبهای زيرزمينی يا سطحی همراه می شود ( جريان رودخانه ها ، مخازن ، درياچه ها و آب زيرزمينی ) .

    فراوانی و شدت خشكسالی های هيدرولوژيكی غالباً‌در مقياس يك آبخيز يا حوزه آبريز رودخانه بيان می شود . گرچه همه خشكسالی ها از كمبود بارش منشأ می گيرند ليكن هيدرولوژيست ها بيشتر به اين موضوع توجه دارند كه اين كمبود چگونه در سيستم هيدرولوژيكی ظاهر می شود ؟ خشكسالی های هيدرولوژيكی معمولاً‌ با تأخير بيشتری نسبت به خشكسالی های هواشناسی يا كشاورزی رخ می دهند .

زمان بيشتری طول می كشد تا اثر كمبود بارش در اجزاء سيستم هيدرولوژيكی نظير رطوبت خاك ، جريان رودخانه و سطح مخازن و آبهاي زيرزميیي نمايان شود . در نتيجه زمان اين تأثيرات با ساير موارد موجود در ديگر بخشهای اقتصادی يكسان نيستند چرا كه بخشهای مختلفی براي تأمين آب موردنياز خود به اين منابع متكی هستند.

 مثلاً كمبود بارش می تواند موجب تخليه سريع رطوبت خاك شود كه تقريباً بلافاصله برای متخصصان كشاورزی مشهود است ولی اين كمبود بر سطح آب مخازن تا ماهها بر توليد نيروی برق آبی يا مصارف تفريحی تأثير نمی گذارد .

 بعلاوه آب موجود در سيستم های ذخيره هيدرولوژيكی ( مثلاً مخازن ، رودخانه ها ) معمولاً در مقاصدی مختلف و رقابتی ( مانند كنترل سيلاب ، آبياری ، تفرج ، كشتيرانی ، نيروی برق آبی ، زيستگاههای حيات وحش ) بكار می رود . رقابت بر سر آب در اين سيستم های ذخيره ای در طي دوره خشكسالی شدت می گيرد و منازعات مابين استفاده كنندگان آب به طرز قابل ملاحظه ای افزايش می يابد .

 

 

خشكسالی هيدرولوژيكی و آمايش سرزمين

( كاربری اراضی )

 

    گر چه اقليم عامل اوليه ای در بروز خشكسالی هيدرولوژيكی است ولی ساير عوامل نظير تغييرات كاربری اراضی ( مانند جنگل زدايی ) ، تخريب اراضی و ساخت سدها همگی بر خصوصيات هيدرولوژيكی حوزه اثر می گذارند .

    چون مناطق مختلف بوسيله سيستم های هيدرولوژيكی به هم مرتبطند ، تأثير خشكسالی هيدرولوژيكی به مرزهايی فراتر از منطقه كمبود بارش گسترش يابد . مثلاً خشكسالی هواشناسی ممكن است شديداً بخش هايی از شمال كوههای راكی و دشت های بزرگ شمالی آمريكا را تحت تأثير قرار دهد ليكن از آنجا كه رودخانه ميسوری و شاخه هايش اين منطقه را به سمت  جنوب زهكشی می كنند امكان بروز تأثيرات هيدرولوژيكی مشهودی در پايين دست جريان وجود دارد . مشابهاً ، تغييرات در كاربری اراضی بالا دست می تواند خصوصيات هيدرولوژيكی نظير مقادير نفوذ و رواناب را تغيير داده و باعث متغيرتر شدن جريان و تشديد رخداد خشكسالی هيدرولوژيكی در پايين دست شود .

 مثلاً در كشور بنگلادش فراوانی وقوع كم آبی به دليل تغيير كاربری اراضی كه داخل كشور و كشورهای همسايه رخ داده ، افزايش يافته است . تغيير نحوه استفاده از اراضی يكی از راههايی است كه طی آن فعاليت های بشر فراوانی پديده كم آبی را حتی بدون آنكه تغييری در وقوع خشكسالی های هواشناسی مشاهده شده باشد ، تغيير می دهد .

 

پيامد اثرات خشكسالی :

 

    پيامد اثرات توأم با خشكسالی های هواشناسی ، كشاورزی و هيدرولوژيكی تفاوت های آنها را بيشتر آشكار می كند . زمانی كه خشكسالی آغاز می شود ، بخش كشاورزی بدليل وابستگی بيش از حد به ذخيره رطوبتی خاك ، معمولاً نخستين بخشی است كه تحت تأثير قرار می گيرد . در طی دوره های ممتد خشكی ، چنانچه كمبود بارش ادامه يابد ، رطوبت خاك به سرعت تخليه می شود در اين صورت اتكاء مردم به ساير منابع آبی بايستی تأثيرات اين كمبود را مرتفع سازد مثلاً آنهايی كه متكي به منابع آبهای سطحی ( نظير مخازن و درياچه ها ) و آبهاي زيرزمينی هستند معمولاً ديرتر از سايرين تحت تأثير قرار می گيرند . يك خشكسالی كوتاه مدت كه 3 تا 6 ماه به طول می انجامد بسته به خصوصيات هيدرولوژيكی سيستم و نيازهای مصرف آب احتمالاً تأثيرات اندكی بر اين بخش ها به همراه دارد .

    زمانی كه بارش به حالت نرمال برمی گردد و شرايط خشكسالی هواشناسی پايان        می پذيرد ، تا زمان احياء مجدد منابع آبهای سطحی و زيرسطحی پيامدهای سوء‌اين پديده ادامه می يابد . در ابتدا ذخاير رطوبت خاك و به دنبال آن جريانهای سطحی ، مخازن و درياچه ها و آبهای زيرزمينی جايگزين می شود .

    ممكن است اثرات خشكسالی در بخش كشاورزی به دليل وابستگی آن به رطوبت خاك سريعاً ‌از بين برود ليكن در ساير بخش ها كه متكی به ذخاير سطحی و يا زيرسطحی آب هستند تا ماهها يا حتی سالها طول بكشد . استفاده كنندگان از آبهای زيرزمينی كه معمولاً آخرين افرادی هستند كه به هنگام بروز خشكسالی تحت تأثير آن قرار می گيرند ديرتر از سايرين بازگشت به وضعيت عادی سطح آب زيرزمينی را تجربه می كنند . طول دوره تجديد ذخيره منبع تابعی از شدت و تداوم خشكسالی و مقدار بارش دريافتی است .

 

خشكسالی اقتصادی - اجتماعی :

 

    تعاريف اقتصادی - اجتماعی خشكسالی تلفيقی است از عرضه و تقاضای برخي كالاهای اقتصادی با اجزاء‌ خشكسالی هواشناسی ، هيدرولوژيكی و كشاورزي .

    اين مورد با ساير انواع پيش گفته ، از آن جهت تفاوت دارد كه وقوع آن بستگی به فرايندهای زمانی و مكانی عرضه و تقاضا برای تعريف يا تشخيص خشكسالی ها دارد . عرضه بسياری از كالاهای اقتصادی مانند آب ، علوفه ، غلات ، ماهی و نيروی برق آبی بستگی به وضعيت جو دارد .

 بدليل تغييرپذيری طبيعی اقليم عرضه آب در برخی سالها كافی است ولی در سالهای ديگر در حد تأمين نيازهای انسان و محيط زيست نيست . خشكسالی اقتصادی - اجتماعی زمانی رخ می دهد كه تقاضا برای يك كالای اقتصادی بدليل نقصان عرضة‌ آب از حاصل كمبود بارش از ميزان عرضه فزونی می گيرد . بعنوان مثال در اروگوئه در سال 89-1988 خشكسالی موجب كاهش قابل ملاحظه ای در توليد برق آبی شد بدين دليل كه نيروگاههای برقی بجايی استفاده از ذخاير آب متكی به جريانهای سطحی بودند . كاهش توليد برق آبی دولت را واداشت تا اقدام به ورود سوخت گرانتر نفت نمايد و با استفاده از ابزارهای تبديلی انرژی نيازهای مردم را برآورده سازد .

    در اكثر موارد ، تقاضا برای كالاهای اقتصادی در نتيجه افزايش جمعيت و مصرف سرانه رو به تزايد است . عرضه محصولات نيز ممكن است بدليل بهبود راندمان توليد و فنآوری يا ساخت مخازنی كه ظرفيت ذخيره آب را افزايش می دهد ، بيشتر شود .

 اگر هر دو كميت عرضه و تقاضا افزايش يابد عامل ( فاكتور ) حساس نرخ نسبی تغيير است . اگر تقاضا سريعتر از عرضه افزايش يابد ، اثرات سوء و ميزان وقوع خشكسالی در آينده همسو با روند عرضه و تقاضا افزايش خواهد يافت .

 

    

 

          

 

 

 

ويزگيهای  مناطق  خشك

 

تعريف و مشخصات  مناطق  خشك  در روشهای  مختلف  طبقه بندی  اقليمی  تا حدودی  تفاوت  می كند. اما  بنا به  يك  تعريف كلی  ، در اين  مناطق  ، تبخير  و تعرق  بيشتر  از نزولات  جوی است . به بيان  ديگر  از ديدگاه  هيدرولوژيكی  در اين  محيطها  بيلان  آب  منفی  است  چرا  كه به واسطه  درجه حرارت  بالا و خشكی  هوا  تبخير  و تعرق  از سطح  خاك  و گياه  از بارندگی  فزونی  می گيرد.

به دليل  كمی بارندگی  ، پوشش  گياهی  در اين  مناطق  فقير  و پراكنده  است  و حيات وحش  و گياهان  بستگی  نزديكی به وجود  منابع  كوچك  و بزرگ  آب دارد بارندگيها در اين  مناطق  بسيار  نامنظم  و بعضاً  با شدت  زياد  می بارد  كه عمدتاً  به دليل  نبود  پوشش  گياهی  كافی  و اقدامات  مديريتی  آبخير ،  باعث  وقوع  سيلابهای  مخربی  می گردد  و حتی  در مجاورت  درياها  و مناطق  مرطوب  نيز وجود دارند  . برآورد  می شود  كه در دنيا  بر 295 ميليون  هكتار  بيابانهای  ساحلی  وجود دارد  . بيابانهای  ساحلی  در مجاورت  خليج فارس  و دريای  عمان  نمونه ای  از آنهاست . مهمترين  خصوصيات  مناطق  خشك  را می توان  در موارد  زير خلاصه  كرد :

1- 1- بارندگی  پراكنده  و غير قابل  پيش بينی  بوده و تغييرات  سالانه  نسبت به  مقدار  متوسط  شديد  است.

2- 2-  مقدار  متوسط  تبخير  و تعرق  به مراتب  بيشتر  از متوسط  سالانه  بارندگی است .

3-  3-  آب  مهمترين  عامل  محدود كننده  رشد  كشاورزی  و توليد است .

4- 4-   تغييرات  زمانی  و مكانی  وسيعی  در مورد  درجه حرارت  و خشكی  وجود دارد.

 

 

 

 

تقسيم بندی  مناطق  خشك

 

    اين مناطق  به دو زير ناحيه  خشك  و نيمه خشك  تقسيم  می شوند  كه به ترتيب  به نامهای  استپ  ( Stepp ) .

بيابان  ( Desert ) موسومند . در جدول  1 تقسيم بندی  كلی  مناطق  خشك  و نيمه خشك  ارائه  شده است . ( بانك  جهانی  1988 ) .

 

 

 

نيمه مرطوب	نيمه خشك	خشك	فراخشك	ناحيه
800-500	500-200 800-300	150 –80 زمستانه 350-200 تابستانه	نزديك  به صفر	بارش سالانه mm
كمتر از  25%	% 50-25	% 100-50	بالغ بر 100 %	تغييرات  سالانه  درون  منطقه اي
5/0 – 75 /0	5/0-2/0	2/0-3./0	كمتر از 03/0	نسبت P/ET
استپ و ساوانا	استپ هاي  ناپيوسته	پراكنده و نامشخص	تقريباً عاري از پوشش	پوشش گياهي
پرورش  دام و كشاورزي	پرورش  دام كشت ديم	پرورش دام به صورت  كوچ نشيني و كشاورزي  صرفاً  باستحصال آب	فاقد  كشت ديم  و فاقد  مرتع	كاربرد  بالقوه  اراضي

 

آنچنان  كه از  جدول  فوق  مشخص  می شود  ميزان  بارندگی  در نواحی  خشك  به كمتر از  300 ميلی متر  در سال  محدود می گردد و اكثراً  نيز  بيش  از  100 ميلی متر نيست  كه در  مقايسه  با مقادير  تبخير  و تعرق  كه  گاه  به چندين  متر  می رسد  بسيار  اندك است  و لزوم  بهره گيری  هر چه  بيشتر  از  نزولات  جوی  و مخازن  آبهای  زيرزمينی  و منابع  آبهای  سطحی  را  آشكار  می سازد .

گسترش  نواحی  خشك  و بيابانی  و پيامدهای  بيابان زايی  در بسياری  از كشورهای  منطقه  و شمال  آفريقا معضل  عمده  بر سر راه  توسعه  پايدار است . در جدول  2 برآوردی  از وسعت  نواحی خشك  و ميزان  بارندگی  سالانه  ارائه  شده .

 

 

A + B	ميزان  باران		كل مساحت	نام منطقه
	400-100	كمتر از 100
96	653	4864	5751	شمال آفريقا
95	589	3033	3705	الجزائر
87	2132	548	3100	ايران ، افغانستان ، پاكستان
48	500	764	2625	سودان
74	300	170	637	سومالی

 

درايران  نيز  بخش  عمده  از ناحيه  مركزی  و جنوبی  كشور تحت  پوشش كوير  و بيابان  است كه كويرهای  لوت و نمك  ازآن  جمله اند . طبق  آمارها و گزارشات  موجود ،  خطوط  همباران  اصلی  كه ناحيه  كويری  ايران  را  در بر می گيرند . عمدتاً  100 ميليمتر  و 150  ميليمتر  هستند  كه البته  در بعضی  مناطق  نظير  قسمت  شمالی  حوزه  مركزی  اين  مقادير  به 25  و 50 ميليمتر  نيز  كاهش  می يابد  كه نشانگر  خشكی  شديد  منطقه است  . تبخير  از  سطح  اين  حوزه ها  نيز  بسيار  زياد  و به  بيش  از  2500 ميليمتر  در سال  بالغ  می گردد  ( ميانگين  تبخير  سالانه  در شهرستان  طبس  در استان  خراسان  حدود  4075 ميليمتر  گزارش  شده است ) و از اين  هر گونه  توليد  و توسعه  كشاورزی  و صنعتی  در اين  نواحی  در گرو تهيه آب  خواهد بود .

مقابله  با گسترش  خشكی  و بيابانی  شدن  چندان  ساده  نيست  ليكن  بشر می تواند  فعاليتهاي  خود را در اين  زمينه  بر اساس  چرخه  آبشناسی  Hydrological  طوری  تنظيم  كند  كه مقدار  مشخصی  آب ، بدون  بروز  تاثيرات  نامطلوب  جانبی  نظير  پديده بيابان زائی  ،  نيازهای  او را  برآورد  سازد .

 

-         -       ويژگيهای  زيستی  گياهان  و جانوران  در مناطق  خشك

 

فقدان  يا كمبود  شديد  بارندگی  و منابع  آبی  در مناطق  خشك  و نيمه خشك  و اقليم زيستی  خاص  اين نواحی  ،  سازگاری های  ويژه ای  در گياهان  و جانوران  بومی  مناطق  فوق  به وجود  آورده است  تا امكان  ادامه  حيات  در شرايط  تنش  رطوبتی  يا كيفيت  نامناسب  آب و خاك  داشته  باشند . گياهان  اين مناطق  دارای  خصوصيات  فيزيولوژيكی  و مرفولوژيكی  خاصی  هستند  كه باعث  می شود  از حداقل  ذخيره  رطوبتی  در خاك  و هوا استفاده  كنند  و اندوخته  رطوبتی  گياه نيز  كمتر  از حد  معمول  تلف  شود . عميق ترين  سيستم  ريشه ای  برای جذب  آب  از  اعماق  پايين تر  خاك ، خاردارشدن  ساقه ها  و كوچك شدن  سطح  برگها  براي  كاهش  ميزان  تبخير  ،  وجود پوششی  مومی  و چرب  در سطح  برگها ،‌ افزايش  اندامهاي  ذخيره كننده  رطوبت  ، گوشتي  و آبدارشدن  ساقه  و…..  نمونه ای  از اين  تغييرات  مرفولوژيكی  است . از نظر  ساختار  درونی  و فيزيولوژيكی  نيز  در گياهان  هورمونهای  تنظيم كننده  خاص  با توجه  به  خشكی  اقليم  منطقه  و كمبود  رطوبت  ترشح  می شود  و فرآيند تعرق  گياه  از ساز و كار  ويژه ای  تبعيت  می كند .

گياهان  مقاوم  به خشكی  را اصطلاحاً  زيروفيت Xerophyte  گويند  كه به  4  گروه  تقسيم  می شوند  .

1- 1- گياهانی كه  از خشكی  فرار می كنند  : گياهانی هستند  كه مقاومت  چندانی به خشكی دارند  ولی بذر  آنها مقاوم  است  و طول  دوره  رشد  خود را  قبل  از  رسيدن  دوره  خشكی  ( Dry spell )  به اتمام  می رسانند .

2- 2-  برخی  از  گياهان  نياز  آبی  خود را  حسب شرايط  كاهش  می دهند . يعنی  برای   توليد  1 واحد  ماده  خشك  آب  كمتری  مصرف  می كنند  مثل  برخی  ارقام  غلات  در مناطق  نيمه خشك  كه اصطلاحاً  آن را  طفره  از خشكی  گويند .

3- 3-  گياهان  متحمل  خشكی  :  اين  گياهان  خصوصيات  مرفولوژيكی  خاص  دارند  كه خشكی  را تحمل  می كنند .

4- 4-  گياهان  مقاوم  به خشكی  :  نظير  كاكتوسها  كه  آب  را درون  بافتهای  خود  ذخيره  می كنند  و درموقع  خشكی  از آن  استفاده  می كنند .

گروهی  ديگر  از گياهان  بر اساس  خواهشهای  اكولوژيكی  خود  مختص  كاشت  و رويش  در مناطق  خشك  و  كم آب  و به ويژه  اراضی  شور  هستند  . كه عمدتاً  اراضی  و آبهای  جاری  د رمناطق  خشك  و بياباني  به دليل  تبخير  زياد  شور  و لب شور  است . به اين گياهان  اصطلاحاً  شور پسند  ( Halophyte )  گويند .

خشکسالی

ارقام  و گونه های  مختلفی  از گياهان  شورپسند  ( انواع  بوته ای  تا درخچه ها و درختان )  در نقاط  خشك  ايران  رشد  و نمو دارند  كه   داراي  كاربردهاي  بالقوه  فراوانی  نيز  در مصارف  مختلف  هستند . در بسياری  از  كويرهای  جهان  مخازن  بزرگی  از  آبهای  شور  وجود دارد  كه حاوی  مقادير  زيادی  نمك  است  . چنانچه  بتوان  به شكلی  از اين  آبهای  شور  برای  آبياری استفاده  كرد  ،  اراضی  كويری  بيشتری  به زير  كشت  می آورد  و آبهای  غير شوری  كه  در حال حاضر  صرف  آبياری  می شد  را می توان  به  مصرف  شرب  انسان ها رساند . يافته های  جديد  علوم خاك  و فيزيولوژی گياهی  و تكنيكهای  جديد  آبياری  نشان می دهد  كه با مديريت  دقيق  می توان  از  آب  شور  برای  كاشت  گونه های  متفاوتی  از گياهان  عادی  و شور پسند  كه خود  نقش  مهمی  در تثبيت  شنهای  روان  و جلوگيری  از بيان زائی  دارند  استفاده  كرد .

ويژگيهای فضايی وزمانی خشكسالی

1-   آغازوخاتمه خشكسالی

بطوركلی تشخيص زمان آغازو خاتمه خشكسالی مساله بسيار مشكلی است . اصولا” زمان آغازخشكسالی عمدتا” به تعريف مورد استفاده وابسته است . بديهی است كه اين زمان با توقف آخرين بارش مفيد آغازنمی شود بلكه ممكن است تا زمان اتمام ذخيره رطوبت خاك به طول انجامد. اين حالت نيز بارشهاي هرچند اندك درزمان آغاز خشكسالی ، پيچيدگي خاصي پيدار ميكند، بنابراين درحالت كلی می توان گفت زمان آغازخشكسالی ، زماني است كه ذخيره رطوبتی چه درمحيط خاك (خشكسالي كشاورزي ) وچه درمخازن آبی(خشكسالی هيدرولوژيك ) خاتمه يافته باشد . انتهای خشكسالی نيز كه مساله قابل توجهی محسوب می شود. پايان خشكسالی نسبت به زمان آغاز محسوستر است .

 درامر كشاورزی، پايان خشكسالی ، زمانی است كه نزول باران، رطوبت مورد نياز خاك را تامين نمايد. درهيدرولوژی ، زمانی كه جريان رودخانه مجددا؛ برقرارشده ومخازن زيرزمينی تغذيه مجددشوند زمانی پايان خشكسالی درنظرگرفته ميشود. زمان آغازتاپايان خشكسالی كه به عنوان دوره تداوم خشكسالی مفروض خوانده می شود يكي از ويژگيهای اساسی خشكسالی محسوب می گردد. مقياس زمانی دوره تداوم يك خشكسالی می تواند از روز و ماه تا سال تفاوت نمايد. هرقدر دوره تداوم خشكسالی طولانی ترشود، ميزان ذخايرآب منطقه ، تحت خطرجدی قرارگرفته و به همين جهت می تواند شدت خشكسالی رخداده را افزايش دهد .

2-   شدت خشكسالی

چنانچه قبلا” نيز ذكر شده قدرميزان كمبود بارندگی نسبت به شرايط ميانگين كمتر باشد به همان اندازه ميزان تاثير خشكسالی بيشتر نمود عينی پيدا می كند . علاوه براين، ميزان استمرارحالت خشكسالی دريك منطقه نيزگويای شدت خشكسالی درهمان منطقه است، يعني درشرايطی كه خشكسالی تنها براي يك ماه استمرار داشته باشد احتمال دارد بارش ماه بعد ، ميزان كمبود ماه مزبور را جبران نمايد، ولی اگر ماه بعدی نيز خود نسبت به شرايط طبيعی كمبود داشته باشد ، به مراتب در شدت بخشيدن به حالت خشكسالی موثر خواهد بود.

ميزان كاستی درمتغير مورد مطالعه و همچنين ، زمان استمرارآن ، بيانگر شدت خشكسالی است . به همين منظور برای مشخص ساختن اين عامل درمطالعه خشكسالی ، محققان با استفاده از شاخصهای مختلف سعی می كنند درجه ناهنجاری منفی متغير مورد مطالعه را نيز مد نظر قراردهند.

3-   فراوانی خشكسالی

فراوانی خشكسالی نيز ازاهم ويژگيهای موردمطالعه دربررسی يك منطقه بشمار     می آيد كه می تواند درمقايسهای مختلف زمانی ( برای مثال سالانه ، ماهانه و فصلی ) محاسبه شود. با توجه به وجود شدتهای مختلف خشكسالی ، بررسی فراوانيها مي تواند براي هريك از آنها با تفكيك صورت گيرد. محاسبه توزيع فراوانی درشدتهای مختلف می تواند درارزيابی قابليت منطقه مورد مطالعه نسبت به شدتهای مختلف خشكسالی كاربرد داشته باشد. اين محاسبه می تواند از طريق توابع توزيع احتمال فراوانی براي بررسي احتمال وبا دوره های برگشت خشكسالی برای پيش بينيهای آتی مورد استفاده قرارگيرد.

4-  وسعت منطقه ای خشكسالی

رخداد خشكسالی می تواند درمنطقه ای با وسعت چند صد كيلومتر اتفاق افتد ولی امكان دارد شدت ودوره تداوم آن درسراسر منطقه يكسان نباشد . خشكسالی قاره ای كه خصوصا؛ درمناطق خشك اتفاق می افتد درناحيه وسيعی كه صدها ، بلكه هزاران كيلومتر- مربع را می پوشاند ، گسترش پيدا می كند . به نظر محققان استراليا ، احتمال دارد اين پديده نيمی از استراليا را درطی 50 سال آينده فراگيرد ( س . ه . ج 1975) دررابطه با وسعت خشكسالی يوجيچ ( 1975 ) براساس تحقيقات خودخواص منطقه ای خشكسالی را بشرح ذيل فهرست نموده است :

الف ) پوشش منطقه ای با شرايط متوسط قاره ای كه از 5 تا 15 ميليون كيلومتر  مربع را فرامی گيرد.

ب)  درنتيجه شدت خشكساليهای بزرگ ، وسعت آن فراتر از پوشش منطقه ای می گردد.

ج ) انتظارمی رود شكل منطقه تحت تاثير به وسيله يك خشكسالی ، بيشتر به يك لوزی شبيه   باشدتايك دايره .

دررابطه با وسعت خشكسالی اتفاق افتاده ، سابرامانيام (1967) طبقه بندی جدول 1 را ازنظر شدت خشكسالی عنوان می نمايد.

جدول 1- طبقه بندی وسعت خشكسالی ازنظر سابرامانيام

گروه خشكسالی	درصد منطقه تحت پوشش
محلی	كمتراز 10
وسيع	20-11
بسياروسيع	30-21
فوق العاده بااستثنايی	50-31
مصيبت بار	بيشتراز 50

5-   دوره تناوبی رخداد خشكسالی

بررسيهای مربوط به احتمال تكرار خشكساليها و سايرپديده های طبيعی به صورت رخدادهای  منظم ، بخش زيادی از تحقيقات محققان را به خود اختصاص داده است . بطوری كه بيش از 1000 مقاله دررابطه با ارتباط رخدادهای آب و هوايی با سيكل 11 ساله كلفهای خورشيدی تهيه شده است ( بران ورادير ،1985) كلفهای خورشيد عبارت ازلكه هايی هستند كه به دليل اختلاف درجه حرارت درسطح خورشيد ، بصورت لكه های سياهی بنظر می رسند . چگونگی پيدايش اين لكه ها هنوز به درستی شناخته نشده است و بيشتر تصور می رود كه زبانه كشيدن و درهم پيچيدن توده های گازمشتعل خورشيد ، باعث پديدآمدن آن می گردد.

بابررسي هايی كه انجام گرفته ، امروز رابطه ميان لكه های خورشيدی با برخی از پديده های زمينی به اثبات رسيده است (جعفری ، 1360) در رابطه با تناوب رخدادهای خشكسالی ، برخی از محققان علاوه برتناوب 11 ساله به دوره 22 ساله يا چرخه هايی10 پي برده اند (بلم و مولي 1981 ) چرخه دوره ای44 ساله ای نيز به وسيله سانسون (1954) برای تغييرات بارندگی درفرانسه برای منطقه مديترانه عنوان شده است . برخی از محققان نيز به دوره تناوبی بيشتری اشاره كرده اند . با توجه به كارهای بسياری كه دراين زمينه انجام شده است هنوز قانومندی علمی كه بطور قطع مورد تاثير واقع شود، عنوان نگرديده است . به هنگام كاهش تعداد كلفهای خورشيدی ، خشكساليهای شديد اتفاق افتاده اند. اين گونه مطالعات درسايركشورها ازجمله استراليا و هند نيز صورت گرفته است .

علاوه بركلفهای خورشيدی ،مطالعاتی نيز دررابطه با ارتباط رخداد خشكساليها با سيستمهای گردش عمومی جو وعوامل تاثيرگذار بر آن و همچنين با پديده ال نينو يا دمای سطح دريا ، ارتباط بين اقيانوسها و خشكيها و … انجام شده است . (لاكود “ 1988) .

مقابله با خشكسالی های كشاورزی

بخش كشاورزی با اختصاص بيش از 90 درصد از آب مصرفی كشور در هنگام خشكسالی بيشترين آسيب را خواهد ديد . مديريت درازمدت منابع آب نيازمند استفاده اقتصادی از آن است . سرمايه گذاری در منابع آب و خاك بايد با توجه به شرايط اقليمی و جغرافيايی كشور انجام گيرد . هر نوع توسعه كشاورزی و صنعتی كه آسيب كمتری به منابع محدود آب و خاك وارد سازد و از تخريب جنگل ها و مراتع جلوگيری كند بايد معمول گردد. كشت گياهان مقاوم به شوری و خشكی و اهميت به تحقيقات و پژوهش های همه جانبه در مورد آب و خاك بايد در اولويت قرار گيرد . مبحث زراعت در مناطق خشك و عنوان خشكسالی به صورت دروس مستقل و با اهميت بايد در برنامه آموزشی دانشكده های كشاورزی وارد شود . با كاربردی نمودن مباحث تئوری بايد اثرات تخريبی خشكسالی را كاهش داد و با اختصاص اعتبارات لازم ، امكان اجرای طرح های اساسی زيربنايی آب و خاك را فراهم ساخت .

    در بخش مديريت مصرف آب تدوين معيارها و ضوابطی كه آلودگی را به حداقل برساند و از تخليه فاضلاب پالايش نشده به منابع آب جلوگيری كند ، می تواند حجم آب جاری و قابل مصرف را چندين برابر افزايش دهد . هر متر مركعب فاضلاب حدود 50 متر مكعب آب سالم را آلوده می كند . چنانچه از پساب پالايش شده فاضلاب ها در كشاورزی استفاده شود به دليل سرشار بودن املاح آن ، بازده محصولات كشاورزی افزايش می يابد . در حال حاضر حدود 66 درصد از حجم آب شيرين قابل استحصال كشور مورد استفاده قرار می گيرد . حفاظت ازاين  مقدار آب بايد مورد توجه ويژه قرار گيرد .

 در بخش آموزش ، آموزش همگانی استفاده از منابع آب بايد سرلوحه كارها قرار گيرد . كودكان و نوجوانان بايد به طبيعت و آب عشق بورزند . پرورش نسلی كه توانائی دورانديشی و تفكر درباره آينده آب ، منابع طبيعی و محيط زيست را داشته باشد بايد بطور جدی در دستوركار مسئولان آموزش كشور قرار گيرد .

در بخش مقابله مستقيم با خشكسالی چنانچه بپذيريم اين موضوع يك پديده ذاتی ناشی از اقليم كشورمان است لازم است برای رويارويی با آن برنامه داشت و براساس اين برنامه به اقدامات مناسب و آگاهانه متوسل شد . همانطوريكه قبلاً نيز ذكر شد كشاورزی بزرگترين عامل مصرف  آب شيرين است . اساسی ترين اصول مديريت منابع طبيعی برای مقابله با خشكسالی گذشته از كنترل جمعيت بايد بر افزايش بازدهی استفاده از آب وتوليد محصولات با ارزش تر استوار باشد .

كاهش سطح زيركشت و انجام عمليات به زراعی ، اصلاح روش های آبياری ، رعايت موازين زيست محيطی ، آبخوان داري ، استفاده از پساب فاضلاب های خانگی در كشاورزی ، جلوگيری از افزايش اراضی كم بازده حركت به طرف غذاهای مصنوعی ، پوشش انهار و افزودن مواد آلی مورد نياز گياه ، باروری ابرها و شيرين كردن آبهای شور از جمله اقدامات افزايش دهنده بازدهی آب به شمار می آيند .

تغيير اقليم و خشكسالی

اثبات وقوع پديده تغيير اقليم ( Climate Change ) در سطح جهان به سهولت امكان پذير نيست و نيازمند بررسی های جامع و طولانی مدت بر آمارهايی از پارامترهای جوی است ، هر چند روند گرمتر شدن دمای سطح زمين و افزايش غلظت گاز co₂ تقريباً قطعی می نمايد .

    سناريوهای تغيير اقليمی در چرخه آبشناسی نمود كاملاً بارزی می يابند . چرا كه تمامی اجزاء آن تحت تأثير تغييرات حاصله در ميزان تبادلات انرژی و جرم قرار می گيرند . نوسان منابع آبی به طرز قابل ملاحظه ای تابع تغييرات اقليمی است ، چرا كه نياز به اين منابع با افزايش تبخير و تعرق در شرايط گرمتر ، خشك تر و آفتابی تر بيشتر می شود . به عنوان مثال براساس گزارشات منتشره در سال 1996 ، مناطق جنوب انگليس در سال 2050 شديداً مستعد وقوع خشكسالی بوده ولی مناطق شمالی به مراتب مرطوب تر شده و سيل درآنجا مشكل زاخواهد شد .

    بررسی ها نشان داده است غلظت گازكربنيك و ساير گازها در اتمسفر از نيمه دوم قرن نوزدهم افزايش يافته است . ميزان غلظت co₂ از سال 1958 تا 1988 حدود 35 درصد فزونی يافته است . Boult و همكاران در سال 1988 اثر دو برابر شدن غلظت  co₂ را بر روی عوامل هيدرولوژيكی از قبلی تبخير و تعرق پتانسيل ، رطوبت خاك ، تجمع برف ، ذخيره آب زيرزمينی ، رواناب و بيلان آبی در سه حوزه بلژيك مطالعه كردند. نتايج نشان داد كه تبخير و تعرق پتانسيل ، درصد رطوبت خاك و ميزان ذخيره آبهای زيرزمينی در حوزه هايی با نفوذ پذيری زياد افزايش يافته است .

    Mitchel در سال 1989 نشان داد كه در اثر دو برابر شدن co₂ ، درجه حرارت بين 8/2 تا 2/5 كلوين و بارندگی بين 1/7 تا 15 درصد افزايش می يابد ولی افزايش بارندگی در مناطق مختلف يكسان نيست . اگر نرخ افزايش گازكربنيك ثابت بماند ، ميزان co₂ در سال 2035 به جای ppm 360 فعلی به ppm 420 خواهد رسيد . افزايش گازكربنيك باعث افزايش درجه حرارت و رطوبت مطلق در لايه های هوای نزديك سطح زمين می گردد . هر چند با دو برابر شدن co₂  ، ميزان بارندگی افزايش می يابد ولی افزايش بارندگی در نقاط مختلف يكسان نيست . در مناطقی با عرض جغرافيايی زياد بطوركلی ميزان بارندگی و رواناب افزايش می يابد ولی در مناطق با عرض جغرافيايی كم بارندگی بسته به منطقه افزايش يا كاهش نشان می دهد . بطوركلی     می توان از تحقيقات انجام شده چنين نتيجه گرفت كه :

1- 1- ميزان گازكربنيك و ساير گازهای موجود در اتمسفر ( نظير متان ، CFC ) بعد از انقلاب صنعتی افزايش يافته است .

2- 2- مدلهای شبيه سازی مختلف نشان داده اند كه با افزايش گازكربنيك شرايط هيدرولوژيكی از قبيل بارندگی ، درجه حرارت و تبخير و تعرق و رواناب و … تغيير می كند كه به تبع آن وقوع يا عدم خشكسالی نيز قابل بررسی است .

نوسانات آب و هوايی و بيابان زايی

    نوسانهای آب و هوايی كه باعث بيابان زايی می شود ، بيشتر به كاهش ميزان بارندگی ، رطوبت ، افزايش دما به ويژه در تابستان ، افزايش ميزان خشكی ، تبخير و تعرق ، وزش بادهای گرم و سوزان و كاهش پوشش گياهی ( بر اثر وزش باد ) ارتباط می يابند .

    حتی بر اثر نوسانات آب و هوايی ، طغيان جانوران و حشرات و آفات به برخی سرزمين ها از جمله ملخ ها به شمال شرقی قاره آفريقا نير اعمال شده است كه سير قهقرايی محيط زيست را به همراه داشته است .

بطور كلی می توان به علل عمده زير برای وقوع خشكسالی و بيابان زايی اشاره كرد :

1- 1- استقرار سلولهای پرفشار جنب گرمسيری با دامنه نوسان بين عرض های 20 و 40

2- 2- عامل بری بودن

3- 3- عدم صعود و جابجايی شديد هوا

4- 4- جريانات دريايی سرد و بالاراندگی آبها

5- 5- وزش بادهای گرم  سوزان

6- 6- موانع كوهستانی

7- 7- استقرار كم فشار حرارتی

باد و آب به عنوان دو عامل اقليمی كه دارای تغييرات و نوسانات نسبتاً زيادی هستند در         شكل گيری مناطق خشك و بيابانی و ژئومورفولوژی آنها نقش بسزائی را ايفاد می كند .

وقوع پديده فرسايش آبی و بادی در گسترش بيابانها و از دست رفتن خاكهای سطح الارضی حاصلخيز نقش عمده ای داشته و تبعات منفی خشكسالی را تشديد می نمايد .

تغيير اقليم و روشهای مطالعه خشكسالی

همانطور كه قبلا” ذكر شد با توجه به زمينه فعاليتهای محققان رشته های مختلف ، تعاريف ويژه ای از خشكسالی ارائه شده كه درنهايت موجب طبقه بندی و تفكيك اين پديده شده است . اين امر سبب گرديده است كه روشهای مطالعاتی خاصی با توجه به شاخص های موردتوجه همچون بارندگی ، رطوبت خاك ، جريانهای سطحی، مخازن زيرزمينی ، خسارتهای اقتصادی و… ابداع و ارائه گردد . درمطالب ذيل بطوراجمالی روشهای مطالعه خشكسالی و شاخص های هريك از آنها به تفكيك مورد بررسی قرارمی گيرد.

1-    روش مطالعه بيلان آبی

با توجه به اينكه يكی ازمهمترين زمينه های تاثير گذار خشكسالی، ميزان رطوبت خاك می باشد ، اين مسئله بخشی ازمطالعات مربوط به خشكسالی را بخود اختصاص داده است . نظر به تاثير اين عامل دررشد گياهان و هرگونه فعل و انفعال بيولوژيكی، اين مسئله تحت عنوان خشكسالی كشاورزی قلمداد می گردد كه درمطالعه آن عمدتا” تغييرات رطوبت خاك درطي دوره های خاصی كه گياه نيازمند آن رطوبت می باشد ، مد نظر قرار می گيرد. عمده شاخص هايی كه برای بيان اين حالت خشكسالی بكارگرفته می شوند ، سعی دارند بيلان آبی خاك را شناسائی و تبيين نمايند . بطوركلی برای محاسبه بيلان آبی ، روشهای مختلفی وجود دارد كه بيشترآنها ازمحاسبه تبخير وتعرق بالقوهاستفاده می كنند . درمطالب ذيل دو نوع شاخص مهم كه دراين زمينه مورد استفاده محققان است ، بطور اجمال ذكر می شود .

1-1-        شاخص ترنتوايت

مدل بيلان آبی ترنتوايت ، اختلاف بين بارش و تبخير را درنظر گرفته و بيلانی ازكمبود يا مازاد آب را ارائه می كند .اولين لازمه مطالعه اين مدل ، ظرفيت نگهداری آب خاك در رابطه بانوع خاك و كاربری اراضی می باشد . مازاد آب می تواند به راحتی تحت عنوان رواناب محاسبه شود . محاسبه كمبود رطوبت بسيار مشكل است چرا كه تبخير و تعرق واقعي با حجم آب خاك تغيير پيدا مي كند ، درمدل ترنتوايت ، ميزان تبخير و تعرق ازبارندگی با توجه به ميزان آب قابل دسترس باقی مانده درخاك ،‌ محاسبه می گردد . هنگامی كه بارش كمتر از تبخير و تعرق بالقوه باشد ، تبخير و تعرق واقعي با بارش به اضافه هر مقدار رطوبت خاك كه تبخير يا تعرق پيدا كند ، برابرمی شود .

 

در شاخص ترنتوايت ، تبخير و تعرق بالقوه با استفاده از ميانگين دما محاسبه مي شود . اين مدل  مي تواند برای ارزيابی شرايط انعطاف پذيری آبياری ، مورد استفاده قرار گيرد و اطلاعاتی در رابطه با حجم آب مورد نياز در هر زمان ارائه كند و شاخص مشخصی از خشكسالی را ارائه دهد . ارزشهای محاسبه شده وقتی با مازاد آب درفصلهای ديگر مقايسه شود ، نشان ميدهد كه آيا رطوبت كافی كه درطی فصل موجود بوده ، اجازه آبياری را ميدهد يا نه ؟ درهمان زمان ، تعيين تغييرات ذخيره رطوبت خاك روزانه ، اطلاعات با ارزشی از رطوبت خاك را در زمانهای مختلف برای استفاده درجدول زمانی و مقدار آبياری برای اجتناب از رخداد هر نوع خشكسالی كه ميزان محصولات كشاورزی را محدود خواهد كرد ،ارائه ميدهد .

 

2-1- شاخص پالمر

 

اين شاخص يكی از مهمترين روشهای مطالعه خشكسالی از طريق محاسبه بيلان آبی است كه بطور گسترده درآمريكا و ساير كشورها مورد استفاده قرار گرفته است . شاخص مذكور نيازمند تحليلهای آب و هوايی درازمدت به منظور محاسبه پنج ثبات يا ضريبی مي باشد كه ويژگيهای رطوبتی ويژه ای از آب و هوای منطقه را تعريف می كند . دراولين مرحله، محاسبه اين شاخص نيازمند مطالعه بيلان آبی ماه به ماه برای درازمدت (مثلا” 30 سال يا بيشتر ) می باشد ، پالمر مدل دولايه ای خاك را بكار گرفته واز طريق شاخص ترنتوايت تبخير و تعرق را محاسبه می نمايد ، با اين وجود ، شاخص مذكور روش خاصی را برای محاسبه تبخير و تعرق بالقوه نياز ندارد . نتايج تحليلهای دراز مدت ، مجموعه ای از ارزشهای شاخص خشكسالی را به دست ميدهد كه از –6 تا 6+ درتغيير است ، ارزش صفر دراين شاخص بيانگر شرايط طبيعی منطقه بوده كه درطی زمان ، ارزش مزبور می تواند دارای ناهنجاريهای مثبت (حالت سيلابی يا پر بارانی ) و ناهنجاريهایمنفی(خشكساليها ) باشد .

 

2-          روشهای تحليل جريان

 

اين گونه تحليلها كه بطور كلي بر روی جريانهای سطحی، مخازن آب ، درياچه ها و سفره های آب زيرزمينی صورت می گيرد ، تحت عنوان خشكسالی هيدرولوژيك قلمداد شده و مورد مطالعه قرار می گيرد . به همين جهت داده های مربوط به كميت جريان رودخانه ها دراين مطالعات از اهميت اساسی برخوردار است . داده های مورد نياز ، سطح و جريان رودخانه و تداوم دوره های بدون جريان را شامل می شود .

 

دركل مطالعات خشكسالی هيدرولوژيك بر روی رواناب ساليانه ، حداكثر جريان سالانه يا دوره جريان حداقل متمركز می شود . مهمترين تحليلها دراين رابطه ، تحليل طول دوره ای است كه جريان ، زير يك آستانه مشخص باقی مانده و حجم كسری رواناب زيرآستانه را ايجاد كرده است ، درشرايطی كه آب يك رودخانه برای آبياری يا تهيه آب بدون استفاده از هرگونه مخزن ذخيره ، كافي نباشد ، تحليلهای جريان حداقل ، مهمترين عامل بشمار می آيد .

 

قبل از هرگونه تحليل سريهای مربوط به مقادير هيدرولوژيك مانند حدكثر جريان سالانه يا ميانگين جريان سالانه ، بررسي كيفيت داده ها و استفاده ازهمه اطلاعات قابل دسترس ، ضرورت دارد . درصورتی كه بنا به عللی سريها دارای نقص باشند . بايد به استفاده از روشهای مربوطه ،   داده های گم شده را بازسازی نمود .

 

 

3-          روش تحليل داده های بارندگی

 

اين روش جزء‌ عمومی روشهای تحليل خشكسالی بشمار می رود . علت اين امر دسترسی    راحت تر و آسانتر به انواع داده های بارندگی دربخشهای مختلف كره خاكی است . ازطرفی مقادير بارندگی جزء‌ بی ثبات ترين متغيرهای آب و هوايی مخصوصا” درمناطق خشك محسوب می شود و ازاين جهت می تواند شاخص خوبی برای مطالعه خشكسالی باشد . ازطرف ديگر بارشهای جوی در واقع مهمترين متعيری است كه تغييرات آن بطور متسقيم در رطوبت خاك و جريانهای سطحی ، مخازن زيرزمينی و … منعكس  شده و بنابراين اولين برداری است كه می تواند در مطالعه هر حالتی ازخشكسالی مورد توجه قرار گيرد . شاخصهای مختلفی برای مطالعه خشكسالی ازاين ديدگاه ، ابداع و ارائه شده است .ساده ترين اين شاخصها ، ميانگين بارندگی درازمدت به عنوان يك عدد آستانه است كه مقادير بارندگی در زمانهای مورد مطالعه نسبت به آن سنجيده و ارزيابی می شود . ازديدگاهی ديگر محاسبه درصد بارش نسبت به ميانگين درازمدت بارندگی می تواند شاخص ديگری باشد كه ارقام آستانه آن می تواند ارزشهای مختلفی به خود گيرد كه براساس آن شدتهای مختلف خشكسالی و فراوانی آنها محاسبه شود . استفاده از انحراف معيار ، شدت خشكسالی طبقه بندی شده و محاسبات لازم بر روی آنها صورت می گيرد .

خشکسالی

دراين ميان استفاده از شاخص توزيع استاندارد يكي از شاخصهای اساسی در مطالعه تغييرات حول مركز بشمار می آيد كه محاسبه آن نيازمند داشتن ميانگين و انحراف معيار درازمدت مقادير بارندگی برای دوره های مورد مطالعه است . شاخص دهكها و صدكها نيز شاخصی است كه عمدتا” مورد استفاده محققان استراليايی قرار گرفته است . دهكها و صدكهای يك نمونه ، مقداری است كه وقتی داده ها ازكوچكترين تا بزرگترين مقدار مرتب شدند حداقل مقدار مشخصی مثلا” 10 درصد مشاهدات منطبق براين مقدار يا درسمت چپ (زير) آن و حداقل 90 درصد از مشاهدات منطبق بر اين مقدار يا درسمت راست (بالای) آن باشند . دراين شاخص ، محدوده های هر دهك از توزيع منحنی فراوانی تجمعی يا هر نظام معينی از داده ها محاسبه می شود . از اينرو اولين دهك مقدار بارندگی است كه ازكمترين 10 درصد كل تجاوز نمی كند ،‌دومين دهك مقداری است كه از     20 درصد كل تجاوز نكرده و به همين ترتيب ادامه پيدا می كند . دهك پنجم يا ميانه مقداری است كه از 50 درصد رخدادها تجاوز نمی كند . محدوده دهكها محدوده ارزشهای بين دهكها هستند ، از اينرو هر محدوده دهك بين هفت و هشت می باشد

4-          روشهای تحليل سينوپتيكی

مطالعه درمورد آب و هواشناسی ديناميكی رخداد خشكسالی توجه زيادی را به خود جلب       نكرده است . دراين زمينه تا نهيل توزيع بارندگی بر روی ايالات متحده آمريكا را به وسيله مرجع قرار دادن سيستمهای پرفشار اقيانوس اطلس مطالعه نموده است . به نظر وی اين عامل بطور وسيعی مقدار باران آمريكا را تحت كنترل خود دارد ( تانهيل درسابرامانيام ، 1967 ) بوند (1960 ) نيز تحليلهای خشكسالی را درآمريكای شمالی ، با مرجع قراردادن ويژگيهای گردش عمومی ناحيه عنوان نموده است . وی دريافت كه گردشهای آنتی سيكلونی در مناطق معتدل نيمكره شمالی و جنوبي بطور مستقيم درجريان هوا و وقوع خشكسالی اثر می گذارد ( بوند در سابرامانيام ، 1967) براوروكاوس ( 1991 ) به بررسی شرايط سينوپتيكی و فيزيكی خشكسالی دريك منطقه مفروض پرداخته اند. نتايج بررسيهای آنها نيز نشان ميدهد كه رخداد اين پديده در رابطه مستقيم با گردش عمومی جو و نحوه استقرار مراكز فشار می باشد .

5-          روش استفاده از اطلاعات ژئومورفولوژيك و تاريخی

اطلاعات تاريخی كه ازخاطرات ، رسوم خانوادگی ساكنين و از نشانه های ژئومورفولوژيك ازقبيل واروهای گلی (مربوط به سيستم فرسايش يخچالي و ساير پديده های ژئومورفولوژيك محيطهای قديمی به دست می آيد ، رخدادهای پديده های طبيعی گذشته ازجمله خشكسالی را بيان  می نمايد . معمولا” خاطراتی همچون كاهش شديد ميزان محصولات يا ميزان بارندگی در سالهای گذشته به دليل اثری كه درجوامع می گذارد ، درذهنها باقی می ماند ولی متاسفانه اين گونه اطلاعات بيشتر ايام حالت مكتوب به خود نمی گيرد.

سفرنامه های سياحان و مكتشفان اوليه و مهاجرين مستعمرات نيز می تواند اطلاعات ذيقيمتی را دربرداشته باشد. همچنين ، بررسيهای باستان شناسی مي توانند روش ديگری برای مطالعه خشكساليهای گذشته باشند . بعد از جمع آوری مدارك و اسناد چگونگی ربط آنها به مسائل خشكسالی از اهميت خاصلی برخوردار است . معمولا” يافتن تابعهای تبديل برای گفته ها ، خسارتهای كشاورزی و اجتماعی و ارتباط آنها به بارش ساليانه و جريانها درطی دوره های بارانی مساله پيچيده ای محسوب می گردد .

6-          ملاحظات خشكسالی در رابطه با ايران

ايران كشور پهناوری است كه بعلت موقعيت خاص و ويژيگهای توپوگرافيك ، از آبی و هوای متفاوتی برخورداست . ميزان بارندگی متوسط سالانه آنرا حدود 224 تا 275 ميليمتر ذكر نموده اند ، كه بدين ترتيب حدوی يك سوم متوسط بارندگيهای خشكيها (800 ميليمتر ) و كمتر از يك سوم بارندگی متوسط كره زمين (1133 ميليمتر ) می باشد .

به همين دليل ، قسمت اعظم ايران در قلمرو آب و هواهای خشك جهان قرار می گيرد .           علاوه برقلت بارندگی ، نوسانات شديد بارندگی درمقياسهای روزانه ، فصلی و سالانه ازجمله خصوصياتی است كه موجب عدم اطمينان كافی نسبت به دريافت حداقل بارش مورد نياز جهت مصارف كشاورزی ، تغذيه جريانهای سطحی و سفره آبهای زيرزمينی و مصارف انسانی می شود .  با توجه به وجود نوسانات منفی شديد دربارشهای مناطق مختلف كشور، وقوع خشكسالی های ضعيف تا شديد دركشور امری اجتناب ناپذير محسوب می شود ، وقوع اين خشكساليها ، اثر بسيار زيانباری را بر بخشهای كشاورزی و اقتصادی كشور تحميل می كند .

تحقيقات انجام گرفته نشان ميدهد كه درصد فراوانی وقوع خشكسالی و شدت آن در كشور بسيار بالا بوده كه بيشترين فراوانی با 50 درصد متعلق به منطقه بندرعباس می باشد و پس ازآن به ترتيب ، زابل 7/46% ، زاهدان 43% ، يزد 42% ، ايرانشهر 40% ،‌كرمان 27% ، دارای خشكسالی می باشند كه همگی جزو مناطق خشك ايران محسوب می شوند . بطوركلی پراكندگی جغرافيائی مجموع درصد خشكسالی محاسبه شده درنواحی جنوبی كشور از گستردگی زيادتری برخوردار است و هرچه ازبخشهای جنوبی و مركزی كشور فاصله گرفته می شود از شدت و فراوانی خشكساليها نيز كاسته می شود .

دليل اين امر ، تاثير سيستمهای پرفشار جنب حاره ای است كه مقادير بارندگی بخشهای جنوبی كشور را نسبت به بخشهای شمالی و غربی بطور محسوس كاهش داده و مانع ازتاثير سيستمهای شمالی و غربی به اين مناطق می شود

بطوركلی بايد گفت كه وقوع خشكسالی از ويژگيهايی اصلی آب و هوای ايران محسوب می شود كه هم درقلمرو آب و هوای مرطوب به هم خشك قابل مشاهده است . اين حالت در نتيجه وجود نوسانات آب وهوائی شديد در مقياسهای مختلف زمانی حاصل می شود . ويژگيهای خشكسالی ايران نشان ميدهد كه بطوركلی هيچ منطقه ای ازكشور ، ازاين پديده درامان نبوده و به نسبت موقعيت طبيعی خود اثرهای اين پديده مخرب را تجربه می نمايد و بخشهای جنوبی ، شرقی و مركزی كشور به علت نوسانات بيشتر درمقادير بارندگی ، از آسيب پذيری زيادتری برخوردار هستند .

آشكارسازی نواحی دارای ريسك بروز خشكسالی به كمك

ماهواره های هواشناسی

    CSE يك مركز پايش زيست محيطی ملی است كه وظيفه اش جمع آوری ، پردازش و توزيع داده ها و اطلاعات زمينی مربوط به منابع طبيعی و اخطاريه های زود هنگام ( پيش آگاهی ) می باشد .

مؤسسه CSE با همكاری مركز AGRHYMET ( مركز منطقه ای تغيير هشدارهای زور هنگام در 9 كشور آفريقای غربی در CILSS نرم افزاری را برای آشكارسازی مناطق زراعی مستعد ( دارای ريسك ) خشكسالی با استفاده از ماهواره ها ( تصاوير ماهواره های Meteo SAT  يا NOAA ) و داده های زمينی پايش كه توسط سازمانهای هواشناسی جمع آوری می شوند ، تهيه كرده است . مناطق دارای ريسك  ( مستعد ) نواحی هستند كه در آنها استقرار محصولات زراعی به دليل تأخير شروع فصل بارش به تعويق افتاده است .

اين نرم افزار امكان آشكارسازی و پايش اين مناطق را فراهم ساخته و به زارعان كمك می كند تا اطلاعات سودمندی در مورد فصل بارش كسب كنند . نقشه ها به دولت و مؤسسات مالی حمايتی كمك می كند تا بهترين تصميمات را به هنكام پايان فصل بارندگی اتخاذ كنند .

اين نوع محصولات نرم افزاری برای اخطارهای زورهنگام در كشورهای ساحلی آفريقا بسيار جالب توجه است چون جمع آوری داده های زمينی برای مقابله با بلايای طبيعی يا خشكسالی ها آسان نيست .

تهيه يك سيستم هوشمند برای پايش روزانة خشكسالی

تی. جی چانك - اچ . ژنگ

چكيده :

    در انجام اين پژوهش با استفاده از بسته نرم افزاری سيستم هوشمند Clips يك سيستم پايش روزانه خشكسالی تهيه شد . اين سيستم پايش از 4 جزء تشكيل شده است : 1) پايگاه اطلاعات كه شامل مجموعه ضوابطی از نوع IF - THEN  ( اگر - آنگاه ) برای تصميم گيری در مورد شدت خشكسالی روزانه 2) حافظه فعال كه حاوی واقعياتی از خصوصيات خشكسالی های قديم شامل : سطوح Truncations ، متوسط دوره و ميانگين احتمالات شرطي برآورده شده در ايستگاههای اندازه گيری    می باشد . 3) موتور استنتاج كه مولد استنتاجاتی برای تصميم گيری برای تعيين مجموعه شروطی است كه واقعيات موجود در زمينه تعيين ميزان شدت خشكسالی آنها را ارضا می كند . 4) رابط سيستم با كاربر كه سازو كاری برای روابط كاربر و سيستم برقرار می كند . از يك دوره 6 ماهه از خشكسالی های گذشته كه در آغاز ماه مه 1988 در منطقه اوهايو مركزی شروع شده بود جهت تست اين سيستم استفاده شد نتايج نشان داد كه سيستم در مشخص كردن رخدادهای خشكسالی های روزانه كارآيی دارد

نمايه های خشكسالي

    بيشتر  تعاريفی  كه در مورد  خشكسالی  عنوان  ميگردد  قابليت  انطباق  زراعت  با  شرايط اقليمی  مورد  نظر  ميباشد  مثلاً  يك  مرتع دار  روی  مرتع  اصلاح  شده ای  كه  توزيع  بارندگی  به  صورت  نرمال هزار  ميلی متر  در سال  ميباشد . با  آسودگي  خاطر  گوسفند  خود  را  به  چرا می برد . در  صورتی  كه  بارندگی  روی  مرتع  در  يك سال  به  750 ميلی متر  كاهش  يابد  ،  عليرغم  اينكه  سال  قبل  نرمال  بوده ،  برای  مرتع دار  سال  خشك  محسوب  ميشود .

برای  مرتع دار  ديگری  كه  در يك  ناحيه  نيمه خشك كار می كند  و در آن  منطقه  ساليانه  بطور  متوسط  300 ميلی متر  بارندگی  ناظر  می شود ،  بارش  750 ميلی متر  در سال  بعنوان  يك  ركورد  سال  مرطوب  و پر باران  در نظر  گرفته  ميشود و مرتع دار  در اين ناحيه  با توجه  به  باران  اضافی  كه  مشكلاتی  نظير  غرقاب شدن  مرتع  و خيس  بودن  خاك  ،  تهيه  محل  سرپوشيده  برای  دام  و انبار كردن  محصول  ،  گل آلود بودن  جاده  و مشكلات  شخم  و نيز  برداشت محصول زير  باران بوجود می آورد  از بارش  اضافی  خشنود نخواهد بود .

بطور  كلی  در مناطق  خشك و نيمه خشك با توجه  به  وضعيت  اقليمی ، تطابق كشاورزی  سنتی  با  آب  و خاك  و متوسط  اقليمی  صورت  گرفته  و تجارب  شخصی  روستائيان و سنتهای  قديمی  به  آنها  می آموزد  چگونه  با  تغييرات  جزئی در شرايط  جوی از خطرات خشكسالی اجتناب كنند .

با آين  وجود  گاهی  وضعيت  هوا Weather     آنچنان  نسبت به  متوسط  اقليمی    Climatological normal  تفاوت  دارد  كه دردسرهايی  برای  كشاورز  و مرتع دار بوجود  می آورد .

 

شاخص های  خشكسالی

 

    اگرچه  تعاريف  گوناگونی  از نظر  خشكسالی موجود است  ولی  تعاريف  ارائه  شده  توسط  هواشناسان،  جغرافی دانان  ، مهندسين  آبياری  و غيره  كاملاُ متفاوت  بوده  و هر يك  از  پارامترهای  مشخصی  را درفرمول  خشكسالی دخالت   می دهند .

 

در هواشناسی  كشاورزی  خشكسالی  بعنوان  يك  خشكی  غير معمول  و اتفاقی  است كه  د ريك  يا چند سال  اتفاق  می افتد .

در مورد  شاخص های  خشكی  از نظر  آب  و هواشناسی  نويسندگان زيادی  مثل  كوپن  Koppen  لانگ Long  ،  اولدكوپ 01dekop ،  دومارتن De Martonne  ، می ير Meyer ،  تورنت  وايت Thornth WaITE و آمبرژه    Emberger  كار كرده اند  كه در اكثر  موارد  اين فرمولها  در  محاسبه  ضريب  خشكسالی  از نظر  كشاورزی  كاربرد  چندانی ندارد .

بعضی  از نويسندگان  فوق  فقط عامل  بارش  و بعضی  عامل  بارش  و درجه  حرارت  و يا  تبخير  و تعرق  را  در  فرمول  خود  دخالت  داده اند .  مثلاً بعضی  از  تعاريف  خشكسالی  كه  با  توجه  به  عامل  بارش  معرفی  شده اند  بشرح  زير   است :

الف - كمتر از 5/2 ميلی متر  بارندگی  در 48 ساعت .

ب   - بارندگی  در طول  هفته  نصف  نرمال  يا كمتر .

ج    - در يك دوره  10 روزه  بارندگي  از  5 ميلی متر  بيشتر  نباشد .

د     - در  15 روز  بارندگي  نداشته باشيم .

و      - 21 روز  يا بيشتر  باران  كمتر  از  30 درصد نرمال .

به نظر  می رسد هيچ يك  از  تعاريف  فوق  با  شرايط  آب وهوايی  كشور  ما تناسب  نداشته باشد  و اين  تعاريف  در مناطق  مرطوبی  در  جزيره  انگليس ، اروپا  و شمال  آمريكا  بيشتر  می تواند  مورد  استفاده  قرار  گيرد .

    در منطقه  ايران  كه  يك  فصل و گاه  5 ماه  از  سال  هيچگونه  بارشی  ديده نمی شود  تعيين  ضريب  خشكسالی بصورت  دوره های  كوتاه مدت  چند  روزه  مقدور  نيست .

در حقيقت  در مناطق  خشك  و نيمه خشك  اگر باران خارج از فصل  ببارد  نه تنها  مفيد نيست  بلكه  خساراتی  نظير  سيل  يا  خرابی  مرتع  به همراه دارد . در چنين  مناطقی  اگر  در فصل  بارش  به فواصل  زماني  معين  بارش  نداشته باشيم  بطوريكه  رشد  گياه  تداوم  نيابد  و يا  شروع  بارانهاي  بهاری  با تاخير  همراه باشد  خشكسالی  پيش بينی  ميگردد .  در  تعاريف  خشكسالی  كشاورزی  تنها  عامل  بارش  نمي تواند  تعيين كننده  شاخص  باشد .

    راسل در  1896 اظهار  داشت  كه  خشكسالی  استراليا يا خشكسالی  انگلستان  كاملاً متفاوت است  و اين  تفاوت  برای  هواشناسان  قديمی  استراليا  كه  قبلاً در انگلستان بوده  و به  آب و هوای  آنجا  آشنايی  دارند  كاملاً محسوس است .  وی  اضافه  می كند  علاوه  بر  تغييرات  بارندگی  در تعيين  شاخص  خشكسالی  بايستی  گرمای  زياد و بادهای خشك كننده  گياه  را نيز  در نظر گرفت .

    اكوچف در اواخر  قرن  نوزدهم ،  ترانسو  ( 1905)  و Vysotsky  در 1905 شاخص  P/E را برای  تخمين  خشكسالی  بكار برده  و اهميت  تبخير  را در بررسی  خشكسالی  موردتاكيد  قرار  داده اند .

استفاده  از  ميانگين  دما  توسط  Kolostrov ( 1925 )  سيليانينوف و تورنث وايت توصيه  شده است  . البته  كاربرد  مدلهايی كه  بر اساس  درجه  حرارت  معرفی  شده اند خارج  از  محيطي  كه  تجربه  شده اند چندان موفق  نبوده  و بايستی  با احتياط  بيشتری  از  آنها  استفاه  نمود  . با وجود اين  اگر  آمار كنترل  شده  بمدت  طولانی  دراختيار  باشد  اين مدلها در تكميل  اطلاعات  خشكساليها بسيار  موثر  هستند.

   

تلاشهايی  بعمل  آمده  تا اندازه گيری كمبود  اشباع نيز  كه  شاخص  خوبی  برای  درجه  خشكی  جو ميباشد  در  فرمولهای  رطوبت  بكار  رود . نمونه ای  از اين  شاخص ها  روابط  نوع  دلتون  Delton است كه  توسط  پژوهشگران  زيادی  براي  تخمين  تبخير  از  سطح  آزاد آب  بكار  رفته  است .

    خشكسالی  جوی  به  خشكی  غير  معمول  هوا  گفته  ميشود  و تعاريف  زيادی  با  استفاده از  پارامتر  كمبود  اشباع برای  طبقه بندی  خشكسالی  جو بكار   رفته است .

    در خشكسالی  كشاورزی موضوع  به شاخصهای  خشكسالی  كشاورزی  محدود  ميشود  كه نشان دهنده  درجه  يا  مقدار  تاثير پذيری  گياه  به كمبود  غير معمول رطوبت خاك است . كمبود  رطوبت ممكن  است  از  كاهش  غير  عادی  آب در  خاك  و يا  نياز  رطوبتی  زياد گياه  بصورت غير  معمول  ناشی  شده باشد  .

    در حاليكه  كاهش  توليد  آب  برای  چهارپايان  معمولاً  يك  جنبه  از خشكسالی  كشاورزی  را  نشان  ميدهد  ولی  در واقع  اين  مشكل  جدا از  مسائل  كشاورزی  است .  زيرا اين نوع  كمبود  آب هيچگونه  ارتباط  اوليه ای  به  رطوبت  خاك  ندارد . می توان  كمبود آب  برای  چهارپايان  را  در واقع  نوعی خشكسالی  هيدرولوژيكی بحساب  آورد كه  با خشكسالی  كشاورزی  فصل  مشترك  دارد .

    علت  جدا كردن  بحث  خشكسالی  كشاورزی  از  خشكسالی  هيدرولوژيكی  اين است  كه  در مطالعه  خشكسالی  كشاورزی  ،  باران  موثر  بعنوان  بخشی  از  باران  كه  بتواند  در ناحيه  ريشه  نفوذ كند  مورد نظر  ميباشد در حاليكه  در خشكسالی  هيدرولوژيكی  باران  موثر  بخشي  از  بارندگی  است كه به ناحيه  ريشه  در  خاك  نفوذ  نمي كند  بلكه  در  سطح  زمين  يا  در زير  زمين  جاری  شده  و به  افزايش  آب  در چشمه ها  ،  جويبارها  ، درياچه ها و حوضچه ها  می انجامد . تعيين  شاخص  خشكسالی  در  كشاورزی  به منظورهای  ذيل  صورت  می گيرد :

الف -  بررسی  گرايش اقليم بطرف خشكی               

 Evaluation of climatic   proneness  aridity

 

    يك  استفاده  معمول و هميشگی  ضريب  خشكسالی  برای  تعيين  گرايش  اقليم  بطرف  خشكی و يا  پتانسيل  خشكسالی  منطقه  است كه  به  مفهوم  عام  مورد  استفاده  ميباشد  .مثلاً  تامركين  Tumertekin و كان ترك Conturk از فرمول  خشكی دومارتن  يعنی  برای  بدست  آوردن  فراواني  وقوع  درجات  خشكی  در  86 ايستگاه  هواشناسی  تركيه  استفاده  نموده اند . ضريب  بدست  آمده  توسط  اين  دو پژوهشگر نشان  داد  كه  مقادير  ضريب  خشكی  در  تمام  ايستگاهها خيلی  نزديك  به  توزيع  گوسن  بوده است . بنابراين  با استفاده  از انحراف  معيار  و ميانگين  ضرايب  خشكی  می توان  نقشه هايی كه  نشان دهنده  فواصل  متوسط  بين  درجات  مختلف  خشكی  می باشند را رسم نمود . چنين  مطالعاتی  را  می توان  در ارزيابی  پتانسيل  خشكسالی  بعنوان  نوعی  بررسی  اوليه  محل  خشكساليها منظور  نمود . متاسفانه  ضرايب تجربی  ساده  نظير  فرمول  دومارتن يك  بررسی  واقعی از  محدوديتهای  كشاورزی  را  درسالهای  خشك  بدست  نمی دهد .

 

ب  -  تخمين  نياز  آبياری  در منطقه 

 

    برای  بدست  آوردن  اطلاعات اضافی  در مورد  سيكل  فصلی  و فراوانی  نقصان آب ، بايستي  دوره های  كمتر از يكسال  مثلاً دوره های  ماهيانه ، ده روزه و حتي روزانه را جهت  محاسبه بيلان  آب  در نظر گرفت  كه اين  محاسبه  بر اساس  آمارهای  طولانی  ساليانه  بدست  آمده  باشد .نقصان  تبخير  و تعرق  را  می توان  با  يكی  از  روشهای  هواشناسی  و استفاده از  قابليتهای  فرضی  ذخيره  آب  در محل  ريشه  محاسبه  نمود .

    مطالعات  ون باول Van – Bavel  از اين نوع  ميباشد . نتايج  را می توان با  در نظر  گرفتن  كل دوره  زمانی  مثلاً  تعداد روزهايی كه  فصل  رشد  ادامه دارد و در اين دوره  محصول  از كمبود  رطوبت  خاك  در  مضيقه بوده است  و يا  كل عمق آب اضافی  كه می توانست  مانع  كمبود  ذخيره  رطوبت  باشد  ارائه  نمود .

    اگرچه  نتايج  فوق  و اطلاعاتی  كه  از اين  طريق  بدست  مي آيد  در حل  مشكلات  آبياری  موثر  است  معذالك اين نوع  مطالعات مورد  انتقاد  قرار  گرفته اند  زيرا  بطور  مناسبی  تمام عوامل  موثر در  تعادل  رطوبت محصولات  ويژه ای  را  در زمان معين  در نظر  نمی گيرند . اين  انتقادات  از  پيچيدگيهايی  كه  در اهداف  پروژه ها  در نظر  گرفته  شده  ناشی  می شوند .

 

ارزيابی  خشكسالی بشكل  محلی To evaluate drought in a local setting

    مخالفين استفاده از  شاخصهای  خشكسالی  ميل دارند  كه  توجه  به  وضعيت  آب  در رشد  نوع  خاصی  از  محصول  صورت گيرد كه اين محصول  در شرايط  زمانی  و مكانی  خاصی  در  روی  خاك مطالعه  ميشود . بطور كلی  فقط دو نوع افراد  به  ارزيابی  خشكسالی  بصورت  محلی  اعتقاد  دارند  .

يكی تجربه كننده های  حرفه ای  كه می خواهند فراينده های  اصلی  فيزيكی  و بيولوژيكی  در  حال  انجام را  در محل  اندازه گيری  نموده و بلافاصله  با اندازه گيريها و درك  فرآيندهای  اصلی  فيزيكی  و بيولوژيكی  نتايج را  به  زبان علمی  توزيع  دهند . دومين  گروه  كشاورزانی  هستند  كه  نوع  خاصی  از  محصول  را می كارند  و به رشد  آن  توجه دارند  .

در تعيين  شاخص  خشكسالی  سه  مسئله  مهم  وجود  دارد  :

1- 1- ظرفيت محيط  براي  تبخير  و تنفس  گياه  كه در واقع  جنبه انرژی  مسئله است .

2- 2- قابليت  خاك  و گياه  كه  بتوانند  آب  لازم  را  براي  تبخير و تنفس  گياه  فراهم  كنند .

در اولين  مسئله  اندازه گيری  تشعشع  و انتقال  افقی  گرمای  محسوس مورد نظر  می باشد . در دومين  مسئله  لازم است  توانايی سيستم  گياه  و خاك  بعنوان  يك  منبع  و يك  پمپ برای  فراهم  كردن  آب  جهت  تبخير  بررسی  شود و اين  خود  مسائل  جديدی  مثل  تركيب  فيزيكی  و شيميايی خاك  از جمله  مشخصات  جذب و رها سازی  آب را  در ناحيه  رشد  مورد  بحث  قرار می دهد .

    مقدار  آبی  كه  بوسيله  بارندگی  يا  آبياری  به  سطح  خاك  اضافه  ميشود  بايستی  اندازه گيری  شود . اين اندازه گيری  روی  مزرعه  كوچكی  كه  بيش  از  چند جريب  را نمی پوشاند كار  مشكلی  است . با وجود اين  نمونه گيری  بارش  توسط  باران سنج روش  مناسبی است . سپس  باران  كه  در بخش  كوچكی  از  زمين  جاری  شده  و در ناحيه  ريشه  نفوذ  كرده  بايستی  اندازه گيری  شود . اينگونه اندازه گيری  ميزان  نفوذ  ، زهكشی سطح  و قسمت  زير  سطح  زمين  و نفوذ  به عمق لايه خاك  را  بدست  می دهد . معمولاً لازم است  مقدار  باران  در فواصل  كوتاه  مثلاً هر ساعت  يك مرتبه  اندازه گيری  شود .  گاهی  انتقال  بخار  آب  بداخل  خاك  بسيار  مهم بوده  و لازم است  پروفايل  دما  در  لايه  خاك  مورد  بررسی  قرار  گيرد .

3- 3- قابليت  محيطی  جو كه رطوبت را  بپذيرد و بخار  آبی  را  كه در  فرآيند  تبخير  و تنفس  گياه  جذب  كرده است  در خود  پراكنده  كند .

سومين  مسئله  يعنی  ميزان  پذيرش  و انتقال  بخار  آب در جو ،  اندازه گيری  پروفايل  سرعت باد ، درجه  حرارت  و رطوبت  هوا  را  ضروری  می سازد . برای  محاسبه  دقيق  پيچيدگيهای  آئروديناميكی  و انرژيتيكی  مسئله  تبخير  و فرمول  تقريبی  برای  استفاده  روزانه  در  آبياری  منطقه  و بررسيهای  اقليمی  به  كتاب  عوامل  ميكروكليمای موثر  در تبخير  و تنفس  گياه نوشته  پن من  مراجعه  شود .

گزارش شدت  و وسعت  خشكسالی

    يكی از  مهمترين  كاربرد  شاخص  خشكسالی  تهيه  گزارش دوره ای  شدت  و وسعت  خشكسالی  است . شاخص  خشكسالی  وسيله ای  است  كه با خلاصه  نمودن  اطلاعات  خشكسالی  بصورت  دوره ای  ،  اين اطلاعات  و شرايط  رطوبتی  محصول  در منطقه  گزارش  می گردد .

    اينگونه  اطلاعات  كه در آن  پيشرفت  و رشد  محصول  و جنبه های  توليد  مورد نظر  است ، بطور  شديد  مورد نياز  موسسات  دولتی  و گروههای  ديگری  كه علاقه  يا مسئوليتی  در قبال  يك ناحيه  وسيع  يا در سطح  ملی  دارند  می باشد .

    گروههای  زيادی  به مجموعه  اطلاعاتی  از  اين  قبيل  علاقه  دارند كه بسهولت  در دسترس  آنان  قرار نمی گيرد .

    بنابراين  دو استفاده  ابتدايی  از  شاخص  خشكسالی  كشاورزی  وجود دارد  كه اولي  اغلب  در  مقايسه  يك ناحيه  با نواحی  اطراف  خسارات  خشكسالی  را بررسی  می كند  و دومی  وسعت  و شدت  خشكسالی  را روی  يك منطقه  بصورت  دائمی  يا  بصورت  دوره ای  ارزيابی  می نمايد . در هر  دو مورد  روشهايی  مورد نياز است  كه بتوان  بصورت  واقعی  ميزان  متوسط  آب  ورودی  منطقه  و ميزان  خروجی   آن را  بدست  آورد  . اگر  بخواهيم  بطور  واقعی  تغييرات  مهم  هوا  را منعكس  كنيم  بايستی  ارزيابی  هر چند  روز  يكمرتبه  صورت  گيرد . بررسی  يكماهه  كافی  نيست  زيرا  در يك ماه  اتفاقات  زيادی  برای  محصول  رخ  می دهد . بررسی  يك روزه  بسيار  ايده آل  است  ولی  جزئيات  زياد  بصورت  تكرار  در  می آيند  . بنظر  می رسد  بررسی های  5 تا 10 روزه  مناسب تر  می باشند .

شاخص  خشكسالی  پالمر

    مطلوب ترين  روش  تركيبی  متغيرهای بارش  و درجه حرارت  روش  پالمر است  . ضريب  پالمر  به اين  دليل  جهانی است  كه درجه  حرارت  و بارندگی  بصورت  نرمال  در تمام  فصول  وهر گونه  اقليم  بطور  ثابت  عدد صفر را نشان می دهد . بعلاوه  در دوره های  طويل المدت  شديدترين  خشكسالی  غير معمول  ضريبی  در حدود  6- بدست  می دهد . بدون اينكه  درجه خشكی  يا مرطوب  بودن  وضعيت  اقليمی  منطقه ايكه  مورد مطالعه است  در آن  نقشی  داشته باشد .

    نتايج  بدست  آمده  از  آناليز دوره  طولانی  يك سری  از مقادير  ضرايب  خشكسالی  ماهيانه  نشان می دهد  كه كلاً  اين مقادير  بين  6+ و 6ـ تغيير  می كنند.

    احتمال وقوع  ضرايب  مثبت  هميشه  وجود دارد  ولی مقادير  مثبت  غير معمول  يك دوره  طولانی  هوای مرطوب  غير نرمال  را نشان می دهد ، درتجزيه وتحليل  آمار  هواشناسی  به روش  پالمر  اطلاعات  هواشناسی به چند دوره  خشكسالی  ، مرطوب  غير نرمال  ، نرمال  يا نزديك  نرمال  ،‌ تقسيم  می شود . جدول  زير شرح  وضعيت های  خشكسالی  يا ترسالی  را در فاصله  تغييرات  ضرايب  پالمر  نشان  می دهد .

شاخص  خشكسالی  پالمر

عدد شاخص	وضعيت  هوا
4 يا بيشتر	بسيار مرطوب تر از نرمال
3 تا 99/3	خيلی  مرطوب تر از نرمال
2 تا 99/2	نسبتاً مرطوب تر  از نرمال
1 تا 99/1	كمی مرطوب تر از نرمال
5/0 تا 99/0	يك حوزه  مرطوب  درحال شكل گيری
49/0 + تا 49/0-	تقريباً  نرمال
5/0- تا 99/0-	ابتدای  خشكسالی
0/1- تا 99/1-	خشكسالی  ملايم
0/2- تا 99/2-	خشكسالی  متوسط
0/3-تا 99/3-	خشكسالی  شديد
	خشكسالی  بسيار  شديد

 تهیه کنندگان:علی رضا غفاری سعید عبدالله زاده