شاخصهای خشکسالی و نکات ضعف انها

ابتدا باید متذکر شد که شاخصهای خشکسالی از داده های کوتاه مدت بارش، برف، روانآب و دیگر شاخصهای ذخایر آبی برای تبدیل شدن به یک نمونه بزرگ قابل فهم ساخته شده اند .

شاخصهای خشکسالی به منظور استفاده بیشتر از داده های خام جهت قابل فهم بودن آنها وهمچنین ایجاد قدرت تصمیم گیری برای طراحان و برنامه ریزان معمولاً تنها به صورت یک عدد بیان می شوند.

بعضی از شاخصهای خشکسالی میزان یک دوره زمانی معین مقدار بارش را که به لحاظ تاریخی نسبت به مقدار هنجار آن انحراف دارند را اندازه گیری می کنند . اگر چه هیچ شاخص عمده ای از نظر کم وکیف بالاتر از بقیه شاخصها نیست اما بعضی از شاخصها ممکن است برای بعضی از کاربران مفیدتر و مناسبتر باشد برای مثال شاخص شدت خشکسالی پالمر به طور وسیعی توسط وزارت کشاورزی امریکا ، به منظور تعیین زمان لازم جهت کمک های بلاعوض در موقع وقوع خشکسالی شدید مورد استفاده قرارگرفته شده است .اما با این وجود شاخص شدت خشکسالی پالمر زمانی مفید تر واقع می شودکه که در مورد نواحی که دارای توپوگرافی همگن و یکسانی هستند به کار

رود به همین دلیل ایالت های غربی امریکا که دارای سرزمینهای کوهستانی و در نتیجه میکروکلیمای ناحیه ای پیچیده ای هستند متوجه شده اند که اگر ارزش وارقام ناشی از شاخص پالمر را تواًم با دیگر شاخصها مانند شاخص ذخیره آب سطحی به کار ببرند نتیجه بهتر و مفیدتری خواهند گرفت.

مرکز بین المللی تعدیل خشکسالی نیز شاخصی تحت عنوان شاخص بارش استاندارد را برای نشان شرایط ذخیره رطوبت مورد استفاده قرار داده که از جمله ویژگیهای متمایز کننده آن، یکی شناسایی و ظاهر شدن ماههای خشکسالی زودتر از شاخص پالمر می باشد و دیگری محاسبه آن برای مقیاسهای زمانی متفاوت می باشد هر چند خود این شاخص از عیب و نقص مبرا نمی باشد

با وجود مطالب ذکر شده بیشتر طراحان منابع آب و برنامه ریزان و تصمیم گیرندگان این مطلب را درک کرده اند که قبل از تصمیم گیری بیش از یک شاخص خشکسالی را مد نظر داشته باشند و تنها به یک شاخص اکتفا نکنند .


انواع شاخصهای خشکسالی موجود


1- شاخص شدت خشکسالی پالمر PDSI:Palmer Drought Severty Index

این شاخص در سال 1965 توسط palmer ابداع شد و مفهوم اساسی آن بر اساس دما و بارش وهمچنین رطوبت خاک استوار می باشد. این شاخص در مقیاس زمانی ماهیانه به کار می رود و فاکتور های اساسی مورد نیاز جهت محا سبه این شاخص شامل دما،بارش،رطوبت خاک و تبخیروتعرق طی محا سبه فرمولهای فراوان و نسبتاً پیچیده می باشد.

2- شاخص ذخیره آب سطحی SWSI: Surface Water Supply Index

این شاخص در سال 1982 توسطShafer وdezman ارائه شد.و مفهوم اصلی آن همان مفهوم شاخص پالمر است با این تفاوت که در این شاخص ذخیره آب موجود در برف مورد توجه و تاًکید قرار گرفته شده است. این شاخص نیز برای مقیاس زمانی ماهیانه به کار می رود و فاکتورهای اساسی هواشناسی و اقلیمی مورد استفاده آن بارش و پوشش برف میباشد.

3- شاخص درصدی از نرمال PN : Percent of Normal

این شاخص در سال 1994 توسط Willeke وهمکارانش ارائه شد و مفهوم اساسی آن تقسیم بارش واقعی بر بارش نرمال می باشد و تنها فاکتور مورد نیاز جهت محا سبه آن بارش میباشد وهمچنین در مقیاس زمانی ماهیانه به کار برده می شود.

4- شاخص دهکهاDeciles.

این شاخص در سال 1967 توسطGibbs و Maher ارائه شد .این شاخص اساساًاز تقسیم توزیع احتمال وقوع آمار ثبت شده درازمدت بارش بر بخشی از هریک از ده درصد توزیع به دست می آید .تنها فاکتورمؤثر در محاسبه این شاخص بارش می باشد و مقیاس زمانی مورد استفاده دراین شاخص نیز مقیاس ماهیانه می باشد .

5- شاخص بارش استاندارد SPI:Standardized Percipitation Index

این شاخص در سال 1995 توسط Mckee و همکارانش ارائه شد .این شاخص بر اساس تفاوت بارش از میانگین برای یک مقیاس زمانی مشخص و سپس تقسیم آن بر انحراف معیار به دست می آید وتنها فاکتور مؤثر در محاسبه این شاخص عنصر بارندگی می باشد .این شاخص را می توان در مقیاسهای زمانی 3-6-12-24و48 ماهه محاسبه کرد.

6-شاخص رطوبت محصول(CMI):Crop Moisture Index

این شاخص در سال 1968 توسط palmer ابداع شد .مفهوم این شاخص براساس میانگین دما ومجموع بارش هر هفته در یک تقسیم اقلیمی نسبت به مقادیر CMI هفته قبل استوار است وبا توجه به زمان ومکان دارای ضرائب وزنی میباشد.فاکتورهای اساسی مورد استفاده در این شاخص دما وبارش می باشد ودر مقیاس زمانی هفتگی به کار می رود.

7-شاخص خشکسالی رطوبت خاک SMDI:Soil Moisture Drouyht Index

این شاخص در سال 1994 توسط Hollinyer وهمکارانش ارائه شد. این شاخص برمبنای مجموع رطوبت خاک بطور روزانه برای یک سال استوار است وتنها فاکتور اقلیمی مورد استفاده در این شاخص رطوبت خاک میباشد.این شاخص در مقیاسهای سالانه به کار می رود.

8-شاخص خشکسالی محصول-ویژه(CSDI): Crop Specific Drought Index

این شاخص در سال 1993 توسط Meyer وهمکارانش ارائه شد سپس در سال 1995 مجدداً توسط Meyer و Hubbard اصلاح شد.این شاخص پس از شاخص رطوبت محصول (CMI) ارائه شد.مفهوم اساسی این شاخص ،مجموع ارقام محاسبه شده تبخیر وتعرق وتقسیم آن برتبخیر وتعرقی که ممکن است در طول دوره رشد یک محصول ویژه اتفاق افتاده باشد.مهمترین فاکتور اقلیمی که در این شاخص بکار می رود تبخیر وتعرق می باشد و در مقیاس زمانی فصلی از این شاخص استفاده می شود.

9-شاخص بارش سراسری یاکلی (RI): National Rain Fall Index

این شاخص در سال 1994 توسط Gommes و Petrassi عرضه شد .این شاخص بر اساس الگوها ونابهنجاریهای بارش در یک مقیاس قاره ای استوارمی باشدوتنها فاکتور مؤثر در آن بارش می باشد ودر دو مقیاس زمانی سال وقرن بکار برده میشود.

10-شاخص نابهنجاری یا بی نظمی بارش((RAI:Rain Fall AnomalyIndex

این شاخص در سال 1965 توسط Rooy عرضه شد .این شاخص براساس محاسبه بارش مقایسه شده با ارقام تصادفی از3- تا 3+ بدست می آید بطوری که به بی نظمی های بارش 10 کرانه اختصاص داده شده است .تنها عامل مؤثر در محاسبه این شاخص ،بارش می باشد .در ضمن این شاخص در دو مقیاس زمانی ماهانه وسالانه بکار برده میشود.

11-شاخص خشکسالی احیائی(RDI):Reclamination Drought Index

این شاخص در سال 1996 توسط Weyhorst ارائه شد. این شاخص شبیه به شاخص ذخیره آب سطحی می باشد وبراساس فاکتورهای اقلیمی وهواشناسی ،سطح آب رودخانه ،بارش برف، جریانات سطحی ،ذخائر آب وهمچنین دما محاسبه می شود ودر مقیاس زمانی ماهانه بکار میرود

12-شاخص بارش مؤثر((ERI: Effective Rain Fall Index

این شاخص در سال 1999 توسط Wilhit وbyun بعنوان جدیدترین شاخص خشکسالی در سالهای اخیر ارائه گردید واین شاخص براساس تحلیل های کمی از بارش مؤثر روزانه استوار است بنابراین تنها عامل مؤثر در آن بارش بوده ومقیاس زمانی آن روزانه می باشد.

 نکات ضعف شاخصهای خشکسالی

1-واحدزمان:

بیشتر شاخصهای خشکسالی که تا کنون مورد بررسی قرار دادیم دوره زمانی ماهیانه ویا طولانی تر را به کار برده اند وهیچ 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 ودر هر زمانی نشان میدهد که نهایتاً این امر به اذهان عمومی اجازه می دهد که بر علیه ریسک آماده 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 واگر روز اول ماه اول و روز آخر ماه دوم بارشهای خوبی داشته باشیم ودر 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 ودر واقع یک دوره کمبود 58روزه بارش اتفاق افتاده است.

2-تعیین وتعریف دوره کمبود آب:

خشکسالی با کاهش منابع آب شیرین به وقوع می پیوندد که از نظر اقلیم شناسی اهمیت دارد واهمیت 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

ومدت زمانی که ادامه دارد خیلی مهم است.اما بیشتر شاخصهای خشکسالی که تا کنون بررسی کردیم فقط کمبود آب را از دیدگاه اقلیمی در دوره های از پیش تعیین شده ارزیابی می کنند وقادر 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 ودیگری کمبود منابع آب می باشد.بطوری که خشکی خاک تحت تأثیر دوره کوتاه 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.واین که ما در مورد دیگر خطرات خشکسالی که به دوطبقه

مذکور مرتبط نیستند بر این اساس کار کنیم کار آسانی نیست ودرست نمی باشد بنا براین یک طبقه بندی جداگانه برای هر منظور روش بهتری برای ارزیابی خشکسالی است اما با این حال مشکل میتوان شاخص خشکسالی را پیدا کرد که مثلاً هم اثرات کوتاه مدت وهم اثرات بلندمدت خشکسالی را بطور همزمان مدنظر قرار داده باشد.اما شاخص بارش مؤثر از این مزیت برخوردار است وهم دوره کوتاه 15 روزه وهم 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 ومنابع آب با گذشت زمان بصورت تابعی از نسبت رواناب وتبخیر وتعرق کاهش می یابدبنابراین بایستی این کاهش به هنگام بررسی ناهنجاریهای 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 تا کنون مورد بررسی قرار دادیم مثل شاخص پالمر علاوه بر بارش از داده های متعدد دیگری مثل رطوبت خاک-رواناب-تبخیر وتعرق وغیره 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 پارامترها دلیلی بر دقت بالا نیست واین در حالی است که شاخص بارش مؤثر روزانه تنها از یک فاکتور استفاده کرده است.

6-گوناگونی وتنوع 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 باشند که بتوانند برای برخی از سؤالات اساسی که در اذهان عمومی مطرح می شوند جوابگو باشیم وطوری نباشند که فقط به بررسی طول دوره خشکسالی قبلی ومقدار کمبود آب اتفاق افتاده بپردازند (مدیریت بحران) بلکه باید تاریخ وقوع وطول مدت خشکسالی وخاتمه آن وهمچنین 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 وهمچنین بررسی روزانه ودقیق خشکسالی شاخص بارش مؤثر ارائه گردید.

در این روش از سه شاخص برای تاریخ شروع وخاتمه خشکسالی وتعیین تداوم خشکسالی وکمبود آب استفاده شد که عبارتند از:

1-شاخص میانگین بارش مؤثر روزانه ،این شاخص خصوصیات اقلیم شناسی بارش را بعنوان منبع آب برای یک ناحیه یا یک 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 کمی سازی شدت خشکسالی استفاده کرد که عبارتند از :

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

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

3-مجموع کمبود بارش که نشان دهنده انحراف مقدار بارش از نرمال در طول یک دوره معین می 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 از سال 1960تا 1996 مورد آزمایش قرار گرفته اند ونتایج آنها با گزارشهای تاریخی در مورد خشکسالی مقایسه شده اند بطوری که پس از تجزیه وتحلیل به این نتیجه رسیده اند که شاخصهای جدید واقع بینانه تر ومعقولانه 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 بودندوثالثاً از راههای گوناگونی خصوصیات یک خشکسالی را تشریح وتوصیف می کردند.

بطور خلاصه شاخص بارش مؤثر جدیدترین شاخص بررسی خشکسالی است که از آن هم در جهت تصویر ونشان دادن خشکسالی هیدرولوژیک وهم خشکسالی هواشناسی استفاده می شود بطوری که برای بررسی خشکسالی هیدرولوژیک از یک دوره 365 روزه استفاده می کند ودلیل این امر نیز آن است که متداولترین سیکل هیدرولوژیک در همه جای جهان 365روز میباشد.

دوره 15 روزه که برای نشان دادن وقوع خشکسالی در خاک مورد استفاده قرار می گیرد با توجه به نوع منطقه فرق میکند زیرا همانطوری که قبلاً در بررسی خشکسالی از دیدگاه هیدرولوژیک نیز مطرح کردیم طول این دوره در انگلستان مثلاً 15 روز ودر بالی 6 روز وغیره 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 وخاک نشان داد.

بررسی خشکسالی های تاریخی با استفاده از شاخص پالمر:

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

خشکسالیها وترسالیها معمولاً تأثیرات شدیدی بر روی منابع آب ،محصولات کشاورزی ، تجارت وبازرگانی وبطور کلی اقتصاد وبحرانهای سیاسی داشته ودارد .تا کنون یافته های ما در باره چگونگی رخداد چنین حوادثی برای گسترش مدلهای مفید برای پیش بینی های بلندمدت کافی نیست واین

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 وهوائی بدست می آید.

یکی از راههای بهبود این مشکل گسترش گزارشات ابزاری گذشته در زمان حال با استفاده از متغییر 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 شبکه بازسازی از سال 1700 تا 1978 را در برمی گیرد وبطور مؤثری طول داده های

ابزاری (داده های ثبت شده توسط ابزار وادوات هواشناسی ) را سه برابر کرده است.این بازسازی اکنون موردتجزیه وتحلیل قرار گرفته است بطور واضحی مدل های ناحیه ای ناشی از این تجزیه وتحلیل تنوع خشکسالی را در این بازسازی نشان میدهند واین مدلهای ناحیه ای شامل مدلهائی هستند که ظاهراً با الینو جریان جنوبی در ارتباط میباشند.

همچنین تغییرات طولانی تر بطور عمده مثلاً ده تا بیست ساله در این بازسازی یافت می شود. اما این مدل تغییرات تا کنون بعلت ومعلول مؤثری نسبت داده نشده اند .

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

اولین هدف استفاده از این روش ایجاد وبازسازی شبکه ای از شاخص خشکسالی پالمر در محدوده ایالات متحده از طریق داده های مبتنی بر حلقه های درختان می باشد.این کار سبب تأمین داده های مفیدی میشود واز طریق آن درک بهتری از متغییرهای خشکسالی ارائه می شود وسرانجام 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 وحساسیت آب وهوائی وترتیب زمانی حلقه های درخت به دقت با استفاده از یک گونه همزمان تعیین شده واز تکنیک ومدلآماری مناسبی برای انواع سریهای زمانی استفاده شده است.

بازسازی شبکه ای شاخص پالمر باعث توسعه اطلاعات در زمینه خشکسالیهای گذشته از سال 1700 یا زودتر شده است وسبب سه برابر شدن گزارشات ابزاری آب وهوا در بیشتر نواحی ایالت متحده شده است.

داده ها وروش کار بررسی خشکسالیهای تاریخی با استفاده از شاخص پالمر:

در این تجزیه وتحلیل 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 وهم میزان خشکسالی وهم 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 میشدنداز منابع گوناگون گردآوری شده است .دوره های بازسازی شده از سال 1700 تا سال 1978 را در برمیگیرد که نتیجه آن ایجاد شبکه ای از شاخص شدت خشکسالی پالمر بازسازی شده با کیفیت بالا در تمام مرزهای ایالات متحده امریکا 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 وجودخواهد داشت بعلاوه این امکان نیز فراهم میشود که بتوان الگوهای ترسالی وخشکسالی قرن بیستم را با الگوهائی که در زمانهای قبلی اتفاق افتاده مقایسه کرد.

نتایج حاصل از بررسی خشکسالیهای تاریخی بااستفاده از شبکه شاخص شدت خشکسالی پالمر:

نتایج بازگشت به گذشته نشان داد که شبکه شاخص شدت خشکسالی پالمر 9 الگوی ناحیه ای جداگانه دارد که با تجزیه وتحلیل شاخص شدت خشکسالی پالمر ابزاری به خوبی توافق دارد هر یک از این نواحی مدلی از متغییرهای مخصوص به خود را دارند.دربیشتر نواحی نشانی از تأثیر الینو جریان جنوبی وجود داشته ودر سایر نواحی نیز مدلهای 10 تا 20 ساله وجود داشته است.

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

تغییر اقلیم و خشکسالی

اثبات وقوع پدیده تغییر اقلیم ( Climate Change )، در سطح جهان به سهولت امکان پذیر نیست و نیازمند بررسی های جامع و طولانی مدت بر آمارهایی از پارامترهای )) است، هر چند روند گرمتر شدن دمای سطح زمین و افزایش غلظت گاز co2 تقریباً قطعی می نماید.


سناریوهای تغییر اقلیمی در چرخه آبشناسی نمود کاملاً بارزی می یابند.چرا که تمامی اجزاء آن تحت تأثیر تغییرات حاصله در میزان تبادلات انرژی و جرم قرار می گیرند. نوسان منابع آبی به طرز قابل ملاحظه ای تابع تغییرات اقلیمی است، چرا که نیاز به این منابع با افزایش ((تبخیر و تعرق در شرایط گرمتر،خشک تر و آفتابی تر بیشتر می شود.به عنوان مثال براساس گزارشات منتشره در سال 1996، مناطق جنوب انگلیس در سال 2050 شدیداً مستعد وقوع خشکسالی بوده ولی مناطق شمالی به مراتب مرطوب تر شده و سیل درآنجا مشکل زاخواهد شد.


بررسی ها نشان داده است، غلظت گازکربنیک و سایر گازها در اتمسفر از نیمه دوم قرن نوزدهم افزایش یافته است. میزان غلظت co2 از سال 1958 تا 1988 حدود 35 درصد فزونی یافته است. Boult و همکاران در سال 1988 اثر دو برابر شدن غلظت co2 را بر روی عوامل هیدرولوژیکی از قبلی تبخیر و تعرق پتانسیل، رطوبت خاک، تجمع برف، ذخیره آب زیرزمینی، رواناب و بیلان آبی در سه حوزه بلژیک مطالعه کردند. نتایج نشان داد که تبخیر و تعرق پتانسیل، درصد رطوبت خاک و میزان ذخیره آبهای زیرزمینی در حوزه هایی با نفوذ پذیری زیاد افزایش یافته است.

Mitchel در سال 1989 نشان داد که در اثر دو برابر شدن co2، درجه حرارت بین 8/2 تا 2/5 کلوین و بارندگی بین 1/7 تا 15 درصد افزایش می یابد، ولی افزایش بارندگی در مناطق مختلف یکسان نیست. اگر نرخ افزایش گازکربنیک ثابت بماند،میزان co2 در سال 2035 به جای ppm 360 فعلی به ppm 420 خواهد رسید. افزایش گازکربنیک باعث افزایش درجه حرارت و رطوبت مطلق در لایه های هوای نزدیک سطح زمین می گردد. هر چند با دو برابر شدن co2 ،میزان بارندگی افزایش می یابد ولی افزایش بارندگی در نقاط مختلف یکسان نیست.در مناطقی با عرض جغرافیایی زیاد بطورکلی میزان بارندگی و رواناب افزایش می یابد ولی در مناطق با عرض جغرافیایی کم بارندگی بسته به منطقه افزایش یا کاهش نشان می دهد.

بطورکلی می توان از تحقیقات انجام شده چنین نتیجه گرفت که :


میزان گازکربنیک و سایر گازهای موجود در اتمسفر ( نظیر متان، CFC ) بعد از انقلاب صنعتی افزایش یافته است.
مدلهای شبیه سازی مختلف نشان داده اند که با افزایش گازکربنیک شرایط هیدرولوژیکی از قبیل بارندگی، درجه حرارت و تبخیر و تعرق و رواناب و … تغییر می کند که به تبع آن وقوع یا عدم خشکسالی نیز قابل بررسی است.


عنوان پیوند نوسانات آب و هوایی و بیابان زایی

نوسانهای آب و هوایی که باعث بیابان زایی می شود، بیشتر به کاهش میزان بارندگی ،رطوبت، افزایش دما به ویژه در تابستان، افزایش میزان خشکی، تبخیر و تعرق، وزش بادهای گرم و سوزان و کاهش پوشش گیاهی ( بر اثر وزش باد ) ارتباط می یابند.
حتی بر اثر نوسانات آب و هوایی، طغیان جانوران و حشرات و آفات به برخی سرزمین ها از جمله ملخ ها به شمال شرقی قاره آفریقا نیر اعمال شده است که سیر قهقرایی محیط زیست را به همراه داشته است.

بطور کلی می توان به علل عمده زیر برای وقوع خشکسالی و بیابان زایی اشاره کرد:

استقرار سلولهای پرفشار جنب گرمسیری با دامنه نوسان بین عرض های 20 و 40
عامل بری بودن
عدم صعود و جابجایی شدید هوا
جریانات دریایی سرد و بالاراندگی آبها
وزش بادهای گرم سوزان
موانع کوهستانی
استقرار کم فشار حرارتی


باد و آب به عنوان دو عامل اقلیمی که دارای تغییرات و نوسانات نسبتاً زیادی هستند در شکل گیری مناطق خشک و بیابانی و ژئومورفولوژی آنها نقش بسزائی را ایفاد می کند.
وقوع پدیده فرسایش آبی و بادی در گسترش بیابانها و از دست رفتن خاکهای سطح الارضی حاصلخیز نقش عمده ای داشته و تبعات منفی خشکسالی را تشدید می نماید.


معرفی بعضی ازسایتهای خشکسالی و تغیر اقلیم:


http://www.greenpeace.org/~climate

http://www.colorado.edu/hazards

http://www.zianet.com/irc1/bordline