نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• محمد رستمی خلج ¹
• حمزه نور ²
• علی باقریان کلات ³

¹ عضو هیات علمی مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی خراسان رضوی

² دانشیار بخش تحقیقات حفاظت خاک و آبخیزداری، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان خراسان رضوی، سازمان تحقیقات، آموزش

³ استادیار بخش تحقیقات حفاظت خاک و آبخیزداری، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان خراسان رضوی، سازمان تحقیقات، آموزش

چکیده

انتشار خشکسالی یعنی انتقال کمبود رطوبت از خشکسالی هواشناسی به خشکسالی هیدرولوژیکی که یکی از مباحث محوری در مدیریت منابع آب به ویژه در اقلیم‌های خشک و نیمه‌خشک است. این پژوهش به‌منظور تحلیل مکانی انتشار خشکسالی و بررسی نقش ویژگی‌های محیطی حوضه‌ها در استان خراسان رضوی انجام شد. برای شناسایی خشکسالی‌های هواشناسی و هیدرولوژیکی به‌ترتیب از شاخص‌های استاندارد SPI و SSI استفاده گردید و رخدادهای خشکسالی با آستانه ≤1- استخراج و رخدادهای جفت‌شده تعیین شدند. برای هر رخداد، شدت و حدت خشکسالی هواشناسی و هیدرولوژیکی محاسبه شد و سپس نسبت‌های شدت و حدت انتشار و نسخه‌های نرمال‌شده آنها به‌دست آمد. مجموعه‌ای از متغیرهای فیزیوگرافی و اقلیمی حوضه‌ها (شیب، NDVI، شاخص فصلی بودن بارش ، کسری برف ، شاخص خشکی و ظرفیت نگهداری آب خاک ) به‌صورت میانگین حوضه‌ای استخراج شد و مورد تحلیل همبستگی قرار گرفتند.تحلیل‌های مکانی نشان داد که میانگین شدت خشکسالی هواشناسی در محدوده 23/0 تا 17/2 با میانگین تقریبی 1/2 قرار گرفت، در حالی‌که شدت خشکسالی هیدرولوژیکی در دامنه 14/0 تا 16/1 و میانگین 65/0 قرار دارد. ضریب تغییرات شدت خشکسالی هیدرولوژیکی حدود 63 درصد و برای شدت خشکسالی هواشناسی حدود 7/37 درصد محاسبه شد که بیانگر تغییرپذیری مکانی بیشتر خشکسالی هیدرولوژیکی است. در سطح حوضه‌ها، ۵۴ درصد از حوضه‌ها کاهش در شدت انتشار و 67 درصد کاهش در حدت انتشار را نشان می‌دهند بطوری که میانگین شدت انتشار 03/0- و میانگین حدت انتشار 1/0- به دست آمد؛ این الگو نشان‌دهنده تضعیف عمومی اثر خشکسالی در مسیر انتقال به سامانه‌های هیدرولوژیکی است. همبستگی منفی و معنی‌دار میان ویژگی‌های خشکسالی هواشناسی و نسبت‌های شدت و حدت انتشار (به‌ترتیب 48/0- و 67/0-) نشان می‌دهد که رخدادهای هواشناسی با شدت و حدّت بالاتر تمایل دارند در حین انتشار تضعیف بیشتری را تجربه کنند، یعنی شدت بالای خشکسالی جوی همیشه به شدت هیدرولوژیکی متناظر تبدیل نمی‌شود.

کلیدواژه‌ها

• تضعیف خشکسالی
• شدت خشکسالی
• شاخص استاندارد شده
• ویژگی‌های فیزیوگرافی
• شاخص پوشش گیاهی

عنوان مقاله [English]

Spatial Analysis of Meteorological to Hydrological Drought Propagation and the Role of Environmental Basin Characteristics in Khorasan Razavi Province

نویسندگان [English]

• Mohammad Rostami Khalaj ¹
• Hamze Noor ²
• Ali Bagheryian Kalat ³

¹ Soil Conservation and Watershed Management Research Department, Khorasan Razavi Agricultural and Natural ResourcesResearch and Education Center, AREEO, Mashhad, Iran

² Associate Professor, Soil Conservation and Watershed Management Research Department, Khorasan Razavi Agricultural and Natural ResourcesResearch and Education Center, AREEO, Mashhad, Iran

³ Assistant Professor, Soil Conservation and Watershed Management Research Department, Khorasan Razavi Agricultural and Natural ResourcesResearch and Education Center, AREEO, Mashhad, Iran

چکیده [English]

Drought propagation refers to the transmission of moisture deficits from meteorological to hydrological drought, representing a central issue in water resource management in arid and semi-arid climates. This study was conducted to analyze the spatial propagation of drought and examine the role of environmental characteristics in Khorasan Province. Meteorological and hydrological droughts were identified using the Standardized Precipitation Index and Standardized Streamflow Index , Drought events were extracted using a threshold of ≤ -1, and paired events were determined. For each event, the severity and intensity of meteorological and hydrological droughts were calculated, followed by the derivation of propagation ratios for severity and intensity and their normalized versions. A set of physiographic and climatic variables including slope, NDVI, precipitation seasonality index , snow fraction , aridity index , and available water capacity were extracted as basin-wide averages and subjected to correlation analysis.Spatial analyses revealed that the mean severity of meteorological drought ranged from 0.23 to 2.17, with an approximate average of 2.1, whereas hydrological drought severity ranged from 0.14 to 1.16, with a mean of 0.65. The coefficient of variation for hydrological drought severity was approximately 63%, compared to 37.7% for meteorological drought severity, indicating greater spatial variability in hydrological drought. At the basin scale, 54% of basins exhibited a decrease in severity propagation, and 67% showed a decrease in intensity propagation, with mean severity and intensity propagation ratios of -0.03 and -0.1, respectively. This pattern reflects a general attenuation of drought effects as they transition into hydrological systems. Significant negative correlations were observed between meteorological drought characteristics and propagation ratios for severity and intensity (-0.48 and -0.67, respectively), indicating that meteorological events with higher severity and intensity tend to experience greater attenuation during propagation. In other words, high-intensity atmospheric drought does not always translate into corresponding hydrological drought severity.

کلیدواژه‌ها [English]

• Drought Attenuation
• Drought Intensity
• Standardized Index
• Physiographic Characteristics
• NDVI