ارزيابي تطبيقي 4 نمايه خشكسالي هواشناسي با استفاده از روش تحليل خوشه‌اي (مطالعه موردي استان سيستان و بلوچستان)

Comparative Evaluation of Four Meteorological Drought Indices using the Cluster Analysis (Case study: Sistan and Baluchestan)

بارندگي يكي از مهمترين متغيرهايي است كه از آن در تعريف خشكسالي استفاده مي‌شود. نمايه‌هاي مختلفي بر پايه بارش براي ارزيابي خشكسالي ارايه شده است كه مي‌توان به نمايه‌هاي درصد از بهنجار(PN)، بارش معيار شده (SPI) ، دهك ها (DPI) و شاخص ناهنجاريهاي بارش(RAI) اشاره كرد. هر يك از اين نمايه‌ها براي توصيف خشكسالي ، در طبقاتي تقسيم بندي مي‌شوند كه هر طبقه بيانگر وضعيتي از شدت خشكسالي مي‌باشد. اين تحقيق با هدف مقايسه چند بعدي اين چهار نمايه خشكسالي و با استفاده از آمار بارندگي 30 ساله (1359-1389) در 7 ايستگاه استان سيستان و بلوچستان انجام يافته است. پس از محاسبه نمايه‌هاي خشكسالي فوق در مقياس زماني مورد نظر ، نتايج بر اساس معيارهاي شباهت توالي سالهاي خشك، بهنجار و تر با استفاده از تحليل خوشه اي و همبستگي آماري بين نمايه‌ها ، دسته بندي و مورد ارزيابي قرار گرفت. بررسيها از ديدگاه خوشه‌اي نشان داد كه سنجه‌هاي PN و RAI از نظر آماري مشابه بوده و در ارزيابي‌هاي خشكسالي در اقليم گرم و خشك استان سيستان و بلوچستان به نتايج نسبتا مشابهي ختم مي‌شوند. در ارزيابي روابط همبستگي، نمايه‌هاي زوج شده‌ي PN-RAI ، PN-SPI و SPI-RAI در بيشتر ايستگاهها از همبستگي بالايي نسبت به يكديگر برخور بودند، ولي در تحليل خوشه‌اي نمايه‌هايRAI و PN در يك دسته قرار گرفتند. محاسبات نشان دادند كه نتايج معيارهاي RAI و PN از لحاظ توصيف وضعيت خشكسالي به هم نزديك مي‌باشند؛ لذا استفاده از اين دو نمايه جهت تعيين شدت خشكسالي در استان سيستان و بلوچستان توصيه مي‌گردد. به‌رغم استفاده‌ي همه‌گير از شاخص SPI، و با توجه به نتايج به‌دست آمده، شاخص مزبور براي تعيين شدت خشكسالي در اين استان مناسب نمي‌باشد.

The mean annual precipitation (MAP) is the most important criterion used in drought classification. Different indices have been developed based on the MAP for drought classification, of which four most commonly used are: the percentage indices of normal (PN), the standardized precipitation index (SPI), deciles (DPI) and the rainfall anomaly index (RAI). Each of these indices is classified into classes for drought description. Each class is represented as a state of severe drought. This study compares these indices benefiting from the rainfall data collected during 30 years (1980-2010) at seven stations in the Province of Sistan andBaluchestan. After calculating the indices during the desired time scale, the results were classified and evaluated based on sequence similarity factors of dry, normal and wet years, and by using the cluster analysis and developing statistical correlation between them. The analysis indicated that the PN index and RAI were statistically similar and lead to identical results in the dry and hot climate of Sistan and Baluchestan. It was further revealed that, the paired PN-RAI, PN-SPI and SPI-RAI were highly correlated at most of the stations. Moreover, the PN index and the RAI were placed in one class in the cluster analysis. Calculations indicated that the results of PN and RAI criteria were close to each other in terms of describing drought. Therefore, these indices are recommended for determining the drought severity in the province of Sistan and Baluchestan. Despite the widespread use of the SPI, this index is not suitable for determining the severity of drought in this province.