بررسي تأثير تابع توزيع و روش برآورد تبخير - تعرق پتانسيل در تعيين شاخص شناسايي خشكسالي

Investigating the Effect of Distribution Function and Potential Evapotranspiration Assessment Method in Determining Reconnaissance Drought Index

ايران در مناطق خشك و نيمه خشك جهان واقع شده و بنابراين پايش خشكسالي در آن داراي اهميت ويژه اي است. ارزيابي خشكسالي بر مبناي شاخص هاي خشكسالي همانند شاخص شناسايي خشكسالي (RDI) امري مرسوم است. بر اساس تعريف، شاخص شناسايي خشكسالي از برازش توزيع لاگ نرمال به مقادير نسبت بارندگي بر تبخير-تعرق پتانسيل محاسبه شده توسط روش ترنت وايت برآورد مي شود. در اين تحقيق، تاثير تغيير تابع توزيع و روش برآورد تبخير-تعرق پتانسيل در تعيين شاخص شناسايي خشكسالي در ايران مورد بررسي قرار گرفت. بدين منظور، از داده هاي 30 ايستگاه سينوپتيك در دوره زماني 1339 تا 1393 استفاده شد. مقدار تبخير-تعرق پتانسيل با استفاده از روش پنمن مانتيث فائو به عنوان روش استاندارد محاسبه شد. علاوه بر روش استاندارد، 20 روش مختلف براي برآورد مقدار تبخير-تعرق مورد استفاده قرار گرفت.روش برتر برآورد تبخير-تعرق با استفاده از آماره ريشه ميانگين مربعات خطا تعيين شد. سپس، با استفاده از مقادير مختلف تبخير-تعرق و برازش توابع توزيع احتمالاتي متفاوت، مقدار شاخص شناسايي خشكسالي محاسبه شد. بر اساس نتايج به دست آمده، تغيير تابع توزيع احتمال و روش محاسبه تبخير- تعرق مي تواند در تعيين شاخص شناسايي خشكسالي موثر باشد. همچنين، نتايج مقايسه مقادير شاخص شناسايي خشكسالي محاسبه شده بر اساس برازش مناسب ترين تابع توزيع احتمال به مقادير نسبت بارندگي بر تبخير-تعرق پتانسيل كه با استفاده از دو روش برتر و روش استاندارد برآورد شد، نشان داد كه در صورت وجود داده هاي كافي بهتر است از روش پنمن مانتيث فائو براي محاسبه شاخص شناسايي خشكسالي در 90 درصد ايستگاه هاي موردمطالعه استفاده نمود.

Iran is located in arid and semi-arid regions in the world and therefore, drought monitoring has an important role in there. Drought assessment is conventionally based on drought indices such as Reconnaissance Drought Index (RDI). On the basis of definition, Reconnaissance Drought Index is estimated by fitting Log-normal distribution on the ratio of precipitation to potential evapotranspiration (calculated by Thornthwaite method). In this research, the effect of the change of distribution function and potential evapotranspiration calculation method was investigated in estimating Reconnaissance Drought Index in Iran. For this purpose, meteorological data of 30 synoptic stations were used in the period of 1960-2014. The potential evapotranspiration was calculated using the FAO Penman-Monteith as standard method. Beside standard method, 20 different methods were used to calculate evapotranspiration value. The superior evapotranspiration calculating method was obtained using Root Mean Square Error statistic. Then, the Reconnaissance Drought Index values were calculated using different evapotranspiration values and by fitting several probability distribution functions. On the basis of obtained results, the change of probability distribution function and evapotranspiration calculation method can affect the determining Reconnaissance Drought Index. Also, the comparison results of the calculated Reconnaissance Drought Index based on the fitting the superior probability distribution function on the ratio of precipitation to potential evapotranspiration which was calculated using superior and standard methods showed that the FAO Penman-Monteith method should be used in 90% of the studied stations to calculate Reconnaissance Drought Index in cases of data available.