خشکسالی را در یک دوره زمانی با هوای نامعمول خشک که به حد کافی با فقدان آب به علت عدم تعادل هیدرولوژیک روبرو است تعریف می کنند. در خشکسالی چهار ویژگی عمده مورد مطالعه قرار می گیرد که عبارتند از: شدت، مدت، فراوانی و گستره خشکسالی. هدف از این تحقیق پهنه بندی شدت خشکسالی در استان گلستان می باشد. به این منظور، از شاخص بارش استاندارد ((SPI)) به عنوان شاخص منتخب جهت پایش خشکسالی در ایستگاه های واقع در داخل استان با طول دوره آماری مشترک 25 ساله (1975-2000) در مقیاس زمانی 6، 9، 12 و 24 ماهه استفاده گردید. بیشترین شدت خشکسالی بدست آمده در دوره 6 ماهه مربوط به ایستگاه سالیان تپه و در دوره 9، 12 و 24 ماهه مربوط به ایستگاه پل جاده می باشد. مقادیر (SPI) در سالهای خشکسالی شدید در مقیاس های زمانی با استفاده از تکنیک زمین آمار بر پهنه استان تصویر و طبقه بندی گردید. بررسی نقشه ها نشان می دهد که وسعت خشکسالی با افزایش مقیاس زمانی کاهش یافته و وضعیت خشکسالیها در پهنه استان از سمت غرب به شرق کاهش می یابد.

یافتن روشی که بتواند در عین سادگی از دقت کافی در پیش بینی سیلاب برخوردار باشد از چالش های همیشگی محققین بخصوص در کشورهای در حال توسعه بوده است. در این تحقیق برای اولین بار به بررسی توانایی روش شناخته شده شاخص بارش استاندارد شده ((SPI))، که استفاده از مقیاس های بلند مدت آن برای مطالعات خشکسالی مرسوم است، برای پیش بینی سیل در مقیاس روزانه پرداخته شده است. برای این تحقیق از دو حوضه مطالعاتی، کسیلیان در منطقه ای مرطوب با رژیم بارانی و کهیلک دره سی در حوضه آبریز صوفی چای در منطقه ای نیمه خشک با رژیم برفی-بارانی استفاده شد. نتایج حاصل از به کار بردن (SPI) در مقیاس های 3، 6، 9 و 12 روزه برای پایش و پیش بینی سیل نشان داد که این شاخص در مقیاس های مختلف روزانه در پیش بینی و پایش سیل در هر دو حوضه آبریز کسیلیان و کهیلک دره سی موفق بوده است. با استفاده از شاخص های احتمال تشخیص (POD)، هشدار غلط (FAR) و موقعیت بحرانی (CSR) بهترین نتیجه برای حوضه کسیلیان با (SPI)6 و برای حوضه کهیلک دره سی برای زمان های بارانی با (SPI)3 و برای دوره های برفی با (SPI)9 بلندمدت تر از آن به دست آمد.

0

شاخص بارش استاندارد شده ((SPI))، از برازش توزیع گاما بر مقادیر بارندگی سالانه یا مجموع بارندگی در هر بازه زمانی دلخواه به دست می آید. بر اساس تحقیقات انجام شده، در برخی از مناطق ممکن است توزیع گاما نتواند به عنوان مناسب ترین توزیع بر داده های بارندگی برازش یابد. به منظور بررسی این موضوع، از آمار بارندگی سالانه 11 ایستگاه سینوپتیک کشور که بر اساس اقلیم نمای دومارتن اقلیم های بسیار مرطوب تا خشک را شامل می شوند، طی سال های 1958 تا 2007 میلادی استفاده شده است. در این تحقیق، ابتدا مقادیر (SPI) سالانه با انتخاب توزیع پیش فرض (گاما) محاسبه و فراوانی طبقات مختلف خشکسالی استخراج گردید. در ادامه با برازش توزیع های مختلف بر مقادیر بارندگی سالانه هر ایستگاه، مناسب ترین تابع توزیع بر اساس آماره کلموگروف - اسمیرنوف انتخاب و مقدار احتمال تجمعی آن محاسبه گردید. سپس مقادیر متناظر با هر مقدار بارندگی در توزیع نرمال معکوس با استفاده از انتقال هم احتمال محاسبه و مقادیر (SPI) تصحیح شده استخراج گردید و تاثیر استفاده از مناسب ترین تابع توزیع مقادیر بارندگی بر تغییر فراوانی و یا جابجایی طبقات مختلف خشکسالی شاخص (SPI)، مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که توزیع گاما نمی تواند به عنوان مناسب ترین تابع توزیع مقدار بارندگی سالانه در هیج یک از ایستگاه های مورد بررسی (به جز رشت)، انتخاب شود. استفاده از مناسب ترین تابع توزیع در هر بازه زمانی، می تواند منجر به تغییر مقادیر عددی شاخص (SPI) گردد که این خود ممکن است منجر به تغییر فراوانی طبقات مختلف خشکسالی گردد. به طوری که در ایستگاه های گرگان و تهران جابجایی در تمامی طبقات خشکسالی مشاهده شد و ایستگاه گرگان با 15 جابجایی بیشترین تغییر را در مجموع طبقات خشکسالی به خود اختصاص داد.