X
تبلیغات
رایتل
سه‌شنبه 6 اردیبهشت‌ماه سال 1390 @ 08:40 ق.ظ

هیدرولوژی(1)

بر اساس آخرین مطالعات تا کنون 5 میلیارد سال از عمر زمین می گذرد و شواهد نشان میدهد که آب از همان ابتدای تشکیل کره زمین نقش مهمی در تحول و قابل سکونت کردن آن به عنوان تنها سیاره قابل زیست داشته است . با تشکیل اقیانوسها و دریاها و تشکیل بخار از روی آنها و ایجاد ابر و بارندگی و به طور کلی گردش آب در طبیعت و جاری شده آب در رودخانه ها و بازگشت مجدد آن به طروق مختلف به اقیانوسها ، ابتدا زندگی اولیه با گیاهان و جانداران پست آغاز شد و سپس گیاهان و حیوانات عالی به وجود آمدند .

هیدرولوژی

بر اساس آخرین مطالعات تا کنون 5 میلیارد سال از عمر زمین می گذرد و شواهد نشان میدهد که آب از همان ابتدای تشکیل کره زمین نقش مهمی در تحول و قابل سکونت کردن آن به عنوان تنها سیاره قابل زیست داشته است . با تشکیل اقیانوسها و دریاها و تشکیل بخار از روی آنها و ایجاد ابر و بارندگی و به طور کلی گردش آب در طبیعت و جاری شده آب در رودخانه ها و بازگشت مجدد آن به طروق مختلف به اقیانوسها ، ابتدا زندگی اولیه با گیاهان و جانداران پست آغاز شد و سپس گیاهان و حیوانات عالی به وجود آمدند .

پیوسته زمین که از سنگهای آذرین سرد شده تشکیل شده بود در اثر تماس با هوا و جو تحت تأثیر پدیده هوازدگی قرار گرفت و تغییرات همزمان آب ، دما و یخبندان باعث تکه تکه شدن سنگها شده و جاری شدن آبها ، آنها را جابه جا کرده و دشتهای وسیعی را که دارای پوشش خاک بودند به وجود آوردند . این پوشش خاکی همراه با آب قابل دسترس در طبیعت محیط مناسبی را برای رشد گیاهان فراهم شد و محیط مناسب برای زندگی بشر آماده و مهیا گردید . انسان های نخستین از آب تنها برای شرب استفاده می کردند و به تدریج با پیشرفت تمدن و گذشت زمان از آن برای گردش آسیاب ها ، کشاورزی و حمل ونقل نیز استفاده کرد.

همزمان با پیشرفت تمدنها استفاده از آب نیز شکل تازه ای به خودگرفت به طوری که در بسیاری از زمینه ها ، از کشاورزی گرفته تا صنعت و از همه مهمتر تولید انرژی از آب استفاده می شود و امروزه دسترسی به آب کافی و با کیفیت مناسب در زمان و مکان مناسب مد نظر می باشد و هر گونه کمبود آب را مانعی در جهت توسعه پایدار می داند به همین دلیل هر ساله سرمایه های زیادی برای توسعه منابع آب و طرحهای مرتبط با آن مثل سدسازی و احداث شبکه های آبیاری و زهکشی ، آبخیزداری ، مهار سیل و تغذیه آبهای زیرزمینی انجام می دهند.

سیکل (چرخه) هیدرولوژی :

گردش آب در طبیعت که به آن سیکل هیدرولوژی یا چرخة آب گفته می شود ، عبارت است از حرکت و جابجائی آب در قسمتهای مختلف تحت تأثیر نیروی متفاوتی از جمله نیروی جاذبه ، نیروی ثقل ، تغییرات فشار و انرژی خورشیدی می باشد . این چرخش در سه بخش مختلف کره زمین یعنی اتمسفر (هواسپهر) یا چون هیدروسفر یا آب سپهر ، لیتوسفر یا سنگ سپهر صورت می گیرد . آب در داخل و بین این سه لایه در لایه ای به ضخامت 16 کیلومتر صورت می گیرد که 15 کیلومتر آن در اتمسفر و تنها 1 کیلومتر آن در داخل لیتوسفر قرار دارد . سیکل هیدرولوژی در واقع یک سیکل بدون ابتدا و انتها می باشد ، بدین ترتیب که آب از سطح دریاها و خشکیها تبخیر شده وارد اتمسفر می گردد و سپس دوباره بخار آب وارد شده به جو طی فرآیندهای گوناگون به صورت تبخیر شده وارد اتمسفر می گردد و سپس دوباره بخار آب وارد شده به جو طی فرآیندهای گوناگون به صورت نزولات جوی یا بر سطح زمین و یا بر سطح دریاها و اقیانوسها فرو می ریزد . پس نزولات جوی ممکن است با سه حالت روبرو شود :

1- قبل از رسیدن به سطح زمین توسط شاخ و برگ گیاهان گرفته می شوند . (برگاب ، باران گیرش)

2- در سطح زمین جاری می شوند . (روان اب)

3- در خاک نفوذ می کنند .

مقداری از آب که در داخل خاک نفوذ می کند یا بر اثر تبخیر به هوا بر می گردد یا وارد منابع آب زیرزمینی می شود که سرانجام از طریق چشمه ها و یا تراوش به داخل رودخانه ها مجدداً در سطح زمین ظاهر می گردد. در تمام این موارد آب با تبخیر و بازگشت مجدد به اتمسفر سیکل هیدرولوژی یا گردش آب در طبعیت را تکمیل می کند . در شکل 1 نموداری از چرخه هیدرولوژی می باشد نقل و انتقالات آب در طبیعت را نشان می دهد. همانطور که شکل 1 نشان می دهد عناصر مهم گردش آب در طبیعت را بارندگی (p) رواناب (R ) تبخیر (E ) تعرق (T) نفوذ (I) و جریانهای زیرزمینی (G) تشکیل می دهند.

بارندگی :PRECIPITATION

بارندگی مقدار آبی است که از سطح خشکی ها و دریاها تبخیر می شوند و در داخل جو بطور موقت بصورت بخار ذرات ذخیره می گردد . این بخار آب موجود در جو طی فرآیندهای فیزیکی مختلف متراکم (CONDESATION ) می شود و به شکل ابر در می آید که پس از اشباع شدن ، قطرات آب با ذرات یخ تشکیل شده بصورت برف ، باران ، تگرگ و غیره که جمعاً نزولات جوی یا بارندگی گفته می شوند دوباره به زمین برمی گردند . بارندگی پدیده ای است که انسان کمتر در آن می تواند دخل و تصرف کند .

تبخیر : EVAPORATION

تبخیر پدیده ای است که از هرگونه سطح مربوط مانند سطوح آزاد آب یا سطح مرطوب خاک و گیاه صورت می گیرد . طی این فرآیند آب مایع به بخار تبدیل می شود و مجدداً آب به جو زمین بر میگردد. از عوامل مؤثر بر این فرآیند می توان به دمای هوا ، سرعت باد ، تابش خورشید اشاره کرد که هرچه میزان آن بیشتر باشد سرعت تبخیر نیز بیشتر است .

 

اهمیت آب در ایران :

ایران با توجه به موقعیت خاص جغرافیایی که در بین مدار 25 تا 40 درجه عرض شمالی و 44 تا 64 درجه طول شرقی واقع شده است از مناطق خشک جهانی به شمار می رود زیرا میزان متوسط بارندگی سالانه آن کمتر از یک سوم متوسط بارندگی کره زمین (860) می باشد . این مقدار بارندگی هم در طح کشور به طور یکنواخت توزیع نشده است به علت کمبود میزان بارندگی به جز نواحی شمالی و شمال غرب و تا حدودی غرب کشور رود خانه های دائمی کم تر وجود دارد . در سطح کشور مناطقی وجود دارد که نه تنها با کمبود آب سطحی مواجه هستند بلکه آب زیرزمینی آنها هم شور است . البته این کمبود آب در کشور ما مربوط به عصر حاضر نبوده بلکه در گذشته نیز مردم با کمبود آب مواجه بوده اند وجود سدها و بندهای تاریخی کشور دلیلی بر این ادعاست . اما از آنجایی که در گذشته سطح توقع مردم به علت پایین بودن شرایط زندگی کم بوده است ، قرنها بطور هماهنگ از منابع آب و خاک استفاده کرده اند و آب مورد نیاز را از طروق مختلف به دست آورده اند و مسئله کمبود آن مطرح نبوده و مسئله اصلی روش های بهره برداری از آن بوده است . اما در عصر حاضر از یک طرف کمبود آب قابل استفاده و از طرف دیگر افزایش رشد جمعیت و مصرف آب و از همه مهمتر بالا رفتن سطح زندگی و ماشینی و صنعتی شدن و رشد تکنولوژی مسئله نیاز به آب و کمبود آن را بیش از پیش مطرح می سازد .

مسائل شناخت آبهای سطحی :

برای جلوگیری از هدررفتن آبهای سطحی و خسارات ناشی از آنها دو کار زیر بنایی عبارت است از:

1- تأمین نیروی انسانی

2- تأسیس ایستگاههای اندازه گیری آب و آمار برداری مرتب از آنها

امروزه هیچ طرح عمرانی و زیربنایی بدون استفاده از آمار در زمینه های مختلف امکان پذیر نمی باشد ، لذا آمار مورد استفاده باید دقیق و دارای قابلیت اعتماد باشد و همچنین تعداد سالهای آماری نیز زیاد باشد .

ایستگاههای اندازه گیری دبی رودخانه ها در ایران از سال 1325 تأسیس شده اند اما تعداد آنهاکم بوده و طول دوره آماری آنها با توجه به سال تأسیس کوتاه می باشد اما در کشورهای پیشرفته طول دوره آماری به بیش از 150 سال می رسد . در کشور ما تعداد ایستگاههایی که دارای آمار بیش از 50 سال می باشند بسیار کم است و تنها شامل ایستگاههایی است که بر روی رودخانه های جاجرود ، لاروگلپایگان و یکی دو رودخانه دیگر است ، می باشد . امروزه در سطح کشور ایستگاههای اندازه گیری دبی آب زیاد بوده و در حال گسترش می باشد .

نه تنها تعداد ایستگاهها و طول دوره آماری مهم است بکله تعین دقیق ایستگاههای هیدرومتری اهمیت زیادی دارد که حتماً باید توسط متخصصان این امر تعین شود .

بر اساس گزارش سازمان ملل در آینده ای نزدیک 31 کشور جهان با کمبود آب مواجه خواهد شد و نام ایران به عنوان یکی از بزرگترین کشورهای درگیر بحران آب در آینده برده می شود.

انتظار می رود تا سال 2025 بیش از دو سوم جمعیت جهان در شرایط کمبود جدی آب قرار بگیرند و یک سوم بقیه در شرایط کمیابی آب زندگی کنند . 50 سال دیگر عربستان کاملاً از آب تهی خواهد شد .

طلیعه بحران هم اینک در چین ، آفریقا ، هند ، تایلند ، مکزیک ،مصر و ایران نمایان شده است . رودخانه های اصلی دنیا شامل نیل در مصر ، گنگ در جنوب آسیا ، رودخانه زرد چین و کلرادوی آمریکا به شدت تهدید می شوند .

در ایران منبع اصلی آب بارش است که به طور طبیعی سالانه 252 میلی متر یا 413 میلیارد متر مکعب است . این میزان یک سوم متوسط جهان (831 میلی لیتر ) و یک سوم آسیا ( 732 میلی لیتر ) است . حدود 30 درصد بارش به شکل برف و بقیه به شکل باران است . به این ترتیب در حالی که یک درصد جمعیت جهان در ایران زندگی می کنند ، سهم ایران از منابع آب تجدید پذیر فقط 36 صدم درصد است . از 413 متر مکعب بارش سالانه 269 متر مکعل به اشکال مختلف از دست می رود . 93/2 درصد از آب باقی مانده صرف مصارف کشاورزی البته به شکلی غیر اصولی می شود . 1/7 درصد به صنعت و معدن اختصاص می یابد و بقیه به مصارف دیگر می رسد .

ذکر این درصدها برای این اهمیت دارد که بروز بحران آب آنها را دستخوش تغییر می کند و سازمان های بین المللی هشدار می دهند که با افزایش جمعیت در ایران این کشور در سال 2025 درگیر بحران جدی آب خواهد  بود.

گفته های استادارجمندم جناب آقای دکتر پرویز کردوانی استاد جغرافیای دانشگاه تهران حاکی از بروز نشانه های بحران است . وی می گوید : در سال 1337 جمعیت ایران 16 میلیون نفر بوده و الان بالای 70 میلیون نفر است ، در حالی که میزان آب ثابت مانده به همان نسبت که آب بیشتری مصرف می شود آب بیشتری هم آلوده می شود . به این ترتیب تهران یک رود هم ندارد ولی سه رود از فاضلاب دارد که آدم در آن غرق می شود . کشور ما در منطقه خاورمیانه قرار داد و از نظر بارندگی فقیر است . درست است که بارندگی در شمال زیاد است ولی این باران زمانی می بارد که زیاد به آن احتیاج نیست و سه ماه تابستان که موقع برنج کاری است این مناطق آب ندارند ، در نتیجه در پرباران ترین نقطه هم از آب زیرزمینی استفاده می کنیم . در حالی که که استفاده از آب زیر زمینی برای موقع مباداست، استفاده زیاد از آب زیرزمینی باعث شده که سطح آن در همه جا پایین بیاید . به طوری که در 200 دشت کهبیشتر آنها در خراسان است کسی حق حفر چاه ندارد مگر برای به دست آوردن مقداری آب شرب و مصارف صنعتی .

پیامد بحرانی که در ایران در نتیجه کم آبی و تقاضای رو به افزایش رخ میدهد این است که بخش های مختلف کشاورزی ، صنعت و نیروی انسانی برای استفاده از این آب وارد رقابت می شوند.

از تبعات دیگر بحران آب این است  که همان منابع قابل استفاده و رودخانه ها نیز آلوده و ناسالم می شوند و حتی صنعت ماهیگیری هم با مشکل مواجه می شود . به عنوان مثال دور از انتظار نیست که آب رودخانه های شمال کشور آلوده شود ، بخصوص که سیستم فاضلاب شهرهای شمال هم توسعه نیافته است . این موضوع توجه بانک جهانی را به ایران جلب کرده است .

در هر صورت به موازات آن که دائماً به جمعیت جهان افزوده می شود واین جمعیت به غذای بیشتری نیاز پیدا می کنند ، منابع آب هم کاهش می یابد . بخشی از بحرانی که هم اینک مبتلا به آسیا و آمریکای لاتین است به صنعتی شدن جوامع آنها و برهم خوردن توازن بشر و طبیعت بر می گردد . چنانکه در مکزیوسیتی پایتخت مکزیک بچه های کوچک گاهی به جای آب ، کوکاکولا و پپسی می نوشند . در طول بحران های آبی این کشور ، دولت آب کشاورزان را قطع می کند تا آب  را به صنایع عمدتاً خارجی برساند . پیامد چنین وضعیتی به خطرافتادن امنیت غذایی جهان است . کمبود آب کشاورزی در کشوری مثل چین کافی است تا این امنیت به خطر بیفتد . در حالی که چین در رأس فهرست کشورهایی است که با بحران آب روبرو می شوند . طبیعتاً چین به خاطر توسعه عظیم اقتصادیش کمبود مواد غذایی را با واردات آن جبران می کند ، اما موضوع این است که در نتیجه این کار قیمت مواد غذایی در بازارهای جهانی بشدت بالا می رود و این برای کشورهای فقیر فاجعه است . البته ایران هم در همان سال ها درگیر بحران آب خواهد بود و طبیعی است که با کاهش تولیدات کشاورزی ناچار است مواد غذاییش را با قیمت کلان از بازار جهانی تأمین کند و در نتیجه به دیگر کشورها وابسته خواهد شد .

کمبود آب ، افزایش جمعیت ، بالارفتن سطح زندگی و بهداشت و افزایش باز هم بیشتر بصرف آب و کمبود مواد غذایی در دهه های آنیده بحرانی را پیش روی ایران قرار می دهد که چشم اندازش از همین حالا تیره و نا امید کننده است و البته مهار چنین بحرانی بستگی به آن دارد که دولت چقدر سرعت عمل داشته باشد .

اهداف استفاده از روشهای تاریخی (حلقه های درخت ) در پیش بینی خشکسالی :

اولین هدف استفاده از این روش ایجاد و بازسازی شبکه ای از شاخص خشکسالی پالمر در محدوده ایالات متحده از طریق دادههای مبتنی بر حلقه های درختان می باشد ، این کار سبب تأمین داده های مفیدی می شود و از طریق آن درک بهتری از متغییرهای خشکسالی ارائه می شود و سرانجام منجر به بهبود پیش بینی درازمدت خشکسالی میگردد، بمنظور دستیابی به این اهداف داده های شاخص خشکسالی پالمر را با استفاده از داده های ناشی از ابزار هواشناسی از NOAA و حساسیت آب و هوائی و ترتیب زمانی حلقه های درخت به دقت با استفاده از یک گونه همزمان تعیین شده و از تکنیک و مدل اماری مناسبی برای انواع سریهای زمانی استفاده شده است .

بازسایزی شبکه ای شاخص پالمر باعث توسعه اطلاعات در زمینه خشکسالی های گذشته از سال 1700 یا زودتر شده است و سبب سه برابر شدن گزارشات ابزاری آب و هوا در بیشتر نواحی ایلات متحده شده است

داده ها و روش کار بررسی خشکسالی تاریخی با استفاده از شاخص پالمر :

در این تجزیه و تحلیل یک شبکه 3×2 شامل 155 نقطه از شاخص شدت خشکسالی پالمر بر روی 1000 ایستگاه گسترش داده شده است .

شبکه شاخص خشکسالی پالمر حداقل تا سال 1913 در تمام ایستگاهها دوره بازگشت به گذشته را عرضه کرد و هم میزان خشکسالی و هم ترسالی را که می توانست به ترتیب زمانی با حلقه های درخت مقایسه شود را ارائه داد . برای نیل به این هدف شبکه ای شامل 410 ترتیب زمانی حلقه های درختی که حداقل به 1700 سال پیش مربوط میشدند از منابع گوناگون گردآوری شده است . دوره های بازسازی شده از سال 1700 تا سال 1978 را در بر می گیرد که نتیجه آن ایجاد شبکه ای از شاخص شدت خشکسالی پالمر بازسازی شده با کیفیت بالا در تمام مرزهای ایالات متحده آمریکا می باشد از سویی دیگر زمانی که هر نقطه از شبکه ایجاد شده تقریباً 300 سال گزارش ثبت شده داشته باشد امکان بررسی تغییرات خشکسالی در مقیاس بلند مدت وجود خواهد داشت بعلاوه این امکان نیز فراهم میشود که بتوان الگوهای ترسالی و خشکسالی قرن بیستم را با الگوهایی که در زمانهای قبلی اتفاق افتاده مقایسه کرد .

نتایج حاصله از بررسی خشکسالی های تاریخی با استفاده از شبکه شاخص شدن خشکسالی پالمر :

نتایج بازگشت به گذشته نشان داد که شبکه شاخص شدت خشکسالی پالمر 9 الگوی ناحیه ای جداگانه دارد که با تجزیه و تحلیل شاخص شدت خشکسالی پالمر ابزاری به خوبی توافق دارد هریک از این نواحی مدلی از متغیرهای مخصوص به خود را دارند . در بیشتر نواحی نشانی از تأثیر الینو جریان جنوبی وجود داشته و در سایر نواحی نیز مدلهای 10 تا 20 ساله وجود داشته است.

علت تغییر خشکسالی در مدلهای بعدی واضح نیست اما از طریق گزارشات بلندمدت مثل یافته های مبتنی بر گزارشات ابزاری که کوتاه مدت اثبات می شوند تأمین می گردد.

نکات ضعف شاخصاهای خشکسالی

1- واحد زمان :

بیشتر شاخصهای خشکسالی که تاکنون مورد بررسی قرار دادیم دوره زمانی ماهیانه و یا طولانی تر را به کار بده اند و هیچ شاخصی از واحد زمانی روزانه استفاده نکرده است . اما از آن جائی که یک رژیم خشکسالی مؤثر تنها با استفاده از بارندگی مؤثر روزانه به شرایط نرمال پاسخ می دهد باید از واحد زمانی روزانه استفاده کرد . به علاوه استفاده از واحد زمانی روزانه شدت خشکسالی را مکرراً مورد ارزیابی قرار داده و در هر زمانی نشان میدهد که نهایتاً این امر به اذهان عمومی اجازه می دهد که برعلیه ریسک آماه باشند ( مدیریت ریسک به جای مدیریت بحران ).

همچنین باید در نظر داشت که مشکل استفاده از واحد زمانی ماهیانه این است که بطور مثال اگر دو ماه متوالی را که در نظر بگیریم و اگر روز اول ماه اول و روز آخر ماه دوم بارشهای خوبی داشته باشیم و در عوض در روزهای مابین هیچگونه بارشی نداشته باشیم ، از دیدگاه واحد زمانی ماهیانه ممکن است میزان بارندگی نرمال باشد اما این در حالی است که در واقع ما 58 روز بدون بارندگی داشته ایم و در واقع یک دوره کمبود 58 روزه بارش اتفاق افتاده است .

2- تعیین و تعریف دوره کمبود آب :

خشکسالی با کاهش منابع آب شیرین به وقوع می پیوندد که از نظر اقلیم شناسی اهمیت دارد و اهمیت آن این است که خشکسالی نه تنها کمبود آب در یک زمان مخصوص است بلکه رخدادهای متوالی از یک کمبود است . بنابراین زمانی که دوره کمبود آب شروع می شود و مدت زمانی که ادامه دارد خیلی مهم است . اما بیشتر شاخصهای خشکسالی که تاکنون بررسی کردیم و مدت زمانی که ادامه دارد خیلی مهم است . اما بیشتر شاخص های خشکسالی که تاکنون بررسی کردیم فقط کمبود آب را از دیدگاه اقلیمی در دوره های از پیش تعیین شده ارزیابی می کنند و قادر به نشان دادن دوره واقعی کمبود آب نیستند .

3- دوره ذخیره منابع آب :

بررسی خطر خشکسالی می تواند به دو منظور طبقه بندی شود یکی بررسی خطر کمبود رطوبت در خاک و دیگری کمبود منباع آب می باشد . بطوری که خشکی خاک تحت تأثیر دوره کوتاهی کمبود بارش که به تازگی اتفاق افتاده است قرار می گیرد اما کمبود آب ذخیره شده در منابع آب تحت تأثیر مجموع دوره های طولانی تر بارش قرار می گیرد و این که ما در مورد دیگر خطرات خشکسالی که به دو طبقه مذکور مرتبط نیستد بر این اساس کار کنیم کار آسانی نیست و درست نمی باشد بنابراین یک طبقه بندی جداگانه برای هر منظور روش بهتری برای ارزیابی خشکسالی است اما با این حال مشکل می توان شاخص خشکسالی را پیدا کرد که مثلاً هم اثرات کوتاه مدت و هم اثرات بلند مدت خشکسالی را بطور همزمان مد نظر قرار داده باشد . اما شاخص بارش موثر از این مزیت برخوردار است و هم دوره کوتاه 15 روزه و هم دوره 365 روزه را در بر می گیرد .

4- توجه به اتلاف منابع آب با گذشت زمان :

با توجه به اینکه معمولاً پس از بارندگی رطوبت موجود در خاک و منابع آب با گذشت زمان بصورت تابعی از نسبت رواناب و تبخیر و تعرق کاهش می یابد بنابراین بایستی این کاهش به هنگام بررسی ناهنجاری های بارش در نظر گرفته شود اما تقریباً همه شاخصهای خشکسالی از جمع بارندگی ساده استفاده می کنند ( نه بارندگی مؤثر ).

5- داده های مورد استفاده :

شاخصهای خشکسالی که تاکنون مورد بررسی قرار دادیم مثل شاخص پالمر علاوه بر بارش از داده های متعدد دیگری مثل رطوبت خاک رواناب تبخیر و غیره نیز برای محاسبات خود استفاده می کنند اما این پارامترهای مورد استفاده را بطور مستقیم مشاهده ( دیده بانی ) نمی کنند بلکه آنها را از طریق محاسبه یک سری فرمولها بدست می آورند بنابراین افزایش تعداد پارامترهای دلیلی بر دقت بالا نیست و این در حالی است که شاخص بارش مؤثر روزانه تنها از یک فاکتور استفاده کرده است .

6- گوناگونی و تنوع اطلاعات :

زمانی که خشکسالی اتفاق می افتد اطلاعات مربوط به آن برای اذهان عمومی از اهمیت فوق العاده ای برخوردار است بنابراین شاخصهای خشکسالی می بایست طوری گویا و واضح باشد که بتوانند برای برخی از سؤالات اساسی که در اذهان عمومی مطرح می شوند جوابگو باشیم و طوری نباشند که فقط به بررسی طول دوره خشکسالی قبلی و مقدار کمبود آب اتفاق افتاده بپردازیم (مدیریت بحران ) بکله باید تاریخ وقوع طول دوره خشکسالی و خاتمه آن و همچنین مقدار بارندگی مورد نیاز برای برگشتن به شرایط نرمال را مشخص کنند ( مدیریت ریسک ).

حال با توجه به بیان موارد ذکر شده در بالا به منظور حل مشکلات مذکور و هم چنین بررسی روزانه و دقیق خشکسالی شاخص بارش مؤثر ارائه گردید.

در این روش از سه شاخص برای تاریخ شروع وخاتمه خشکسالی و تعیین تداوم خشکسالی و کمبود آب استفاده شده که عبارتند از :

1- شاخص میانگین بارش مؤثر روزانه ،‌این شاخص خصوصیات اقلیم شناسی بارش را بعنوان منبع آب برای یک ناحیه یایک ایستگاه نشان می دهد .

2- شاخص انحراف از میانگین بارش مؤثر روزانه .

3- شاخص انحراف از میانگین بارش مؤثر روزانه استاندارد شده .

همچنین پنج شاخص می توان برای کمّی سازی شدت خشکسالی استفاده کرد که عبارتند از :

1- روزهای متوالی بارندگی مؤثر روزانه منفی که می تواند نشان دهنده طول مدت کمی بارش باشد.

2-  مجموع روزهای متوالی بارندگی مؤثر روزانه منفی که هم طول دوره خشکسالی و هم شدت آن را بطور همزمان نشان میدهد .

3- مجموع کمبود بارش که نشان دهنده انحراف مقدار بارش از نرمال در طول یک دوره معین باشد.

4- مقدار بارش لازم برای برگشت به دوره نرمال .

5- یک شاخص استاندارد خشکسالی مؤثر که بتواند به منظور ارزیابی شدت خشکسالی در مقیاس جهانی مورد استفاده قرار گیرد .

شاخصهای فوق در نواحی دشتهای مرتفع ایالات متحده آمریکا از سال 1960 تا 1996 مورد آزمایش قرار گرفته اند و نتایج آنها با گزارشهای تاریخی در مورد خشکسالی مقایسه شده اند بطوری که پس از تجزیه و تحلیل به این نتیجه رسیده اند که شاخصهای جدید واقع بینانه تر و معقولانه تر بوده و یک سری مزیتهای عملی نیز دارند بطوری که این شاخصها اولاً بطور دقیق تعیین کننده طول دوره خشکسالی بوده اند ، ثانیاً در نشان دادن یک خشکسالی در حال جریان مؤثر بودند و ثالثاً از راههای گوناگونی خصوصیات یک خشکسالی را تشریح و توصیف می کردند .

بطور خلاصه شاخص بارش مؤثر جدیدترین شاخص بررسی خشکسالی است که از آن هم در جهت تصویر و نشان دادن خشکسالی هیدرولوژیک از یک دوره 365 روزه استفاده می کند و دلیل این امر نیز آن است که متداولترین سیلک هیدرولوژیک در همه جای جهان 365 روز می باشد .

دوره 15 روزه که برای نشان دادن وقوع خشکسالی در خاک مورد استفاده قرار می گیرد با توجه به نوع منطقه فرق می کند زیرا همانطوری که قبلاً در بررسی خشکسالی از دیدگاه هیدرولژیک نیز مطرح کردیم طور این دوره در انگلستان مثلاً 15 روز و در بالی 6 روز و غیره می باشد .

بنابراین با استفاده از این روش می توان وضعیت خشکسالی را برای هر دوره دلخواه ( با توجه به تعریفی که از خشکسالی در ناحیه می شود ) بررسی نمود و وقوع خشکسالی را در منابع آب و خاک نشان داد .

 

بررسی خشکسالی های تاریخی با استفاده از شاخصل پالمر :

همانطوری که قبلاً در بررسی شاخص شدت خشکسالی پالمر اشاره کردیم یکی از خصوصیات شاخص پالمر که باعث محبوبیت و معروفیت آن شده است آن بود که این شاخص یک تصویر زمانی و مکانی را از خشکسالی های تاریخی فراهم میکرد. در اینجا برای روشن شدن این مطلب به بررسی نمونه ای از یافته های خشکسالی های دروان گذشته در ایالات متحده از طریق حلقه های درختان بر اساس شاخص پالمر می پردازیم .

خشکسالی ها و ترسالی ها معمولاً تأثیرات شدیدی بر روی منابع آب ، محصولات کشاورزی ، تجارت و بازرگانی و بطور کلی اقتصاد و بحرانهای سیاسی داشته و دارد . تاکنون یافته های ما درباره چگونگی رخداد چنین حوادثی برای گسترش مدلهای مفید برای بپیش بینی های بلند مدت کافی نیست و این مشکل از یافته های ناقص ما از چگونگی رخداد این حوادث در گذشته ناشی می شود که بطور وسیعی در صد سال اخیر از گزارشات ثبت شده آب و هوائی بدست می آید .

یکی از راههای بهبود این مشکل گسترش گزارشات ابزاری گذشته در زمان حال با استفاده از متغیر حلقه های پیرترین درختان می باشد به بیان دقیقتر یک شبکه حساس اقلیمی از نظر زمانی حلقه های درخت را بطور سالانه به منظور بازسازی شاخص شدت خشکسالی پالمر بکار برده است . بطوری که آنرا در شبکه های 3×2 در سراسر مرزهای ایالات متحده انجام داده است . این شکبه بازسازی از سال 1700 تا 1978 را در بر می گیرد و بطور مؤثری طول داده های ابزاری ( داده های ثبت شده توسط ابزار و ادوات هواشناسی ) را سه برابر کرده است . این بازسازی اکنون مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است بطور واضحی مدل های ناحیه ای ناشی از این تجزیه و تحلیل تنوع خشکسالی را در این بازسازی نشان می دهند و این مدلهای ناحیه ای شامل مدلهایی هستند که ظاهراً با الینو جریان جنوبی در ارتباط می باشند .

همچنین تغییرات طولانی تر بطور عمده مثلاً ده تا بیست ساله در این بازسازی یافت می شود اما این مدل تغییرات تاکنون علت و معلول مؤثری نسبت داده نشده اند .انشاا...ادامه بحث دربخش دوم خواهد آمد.