تعریف خشکسالی در علوم مختلف
تهیه وتنظیم:سوسن ظفرصداقت-ریحانه طاهری دانش آموز سال دوم تجربی آموزشگاه محمودیه (1)
تاکنون تعاریف زیادی از خشکسالی شده است اما هر کدام ار این تعاریف دیدگاه خاصی را مد نظر داشته اند. به هر حال عدم وجود یک تعریف جامع ودقیق از خشکسالی و متفاوت بودن معنی آن از دیدگاه های مختلف مانع از درک مفهوم خشکسالی شده است. حال از آن جاییکه خشکسالی بر کلیه جنبه های زندگی وبخش های مختلف جامعه خصوصأتغییر محیط طبیعی تأثیر مستقیم وغیز مستقیم دارد عدم درک مفهوم آن موجب تردیدو رکود در بخش های مختلف اقتصادی ،مدیریتی وسیاست گذاری می شود.از بین تعاریف خشکسالی تعریفی که مقبولتر ومنطقی تر نیز می باشد،عبارت است از: این که خشکسالی را می توان معلول یک دوره شرایط خشک غیر عادی دانست که به اندازه کافی دوام داشته باشند تا عدم تعادل در وضعیت هیدرولوژی یک ناحیه ایجاد شود.
دو نوع تعریف کلی خشکسالی وجود دارد:مفهومی و عملی.
خشکسالی مفهومی:تعاریف کلی که در غالب اصطلاحاتی کلی بیان شده به افراد کمک می کند تا مفهوم خشکسالی را درک کنند.به عنوان مثال "خشکسالی عبارت است از یک دوره کمبود بارش که منجر به صدمه زدن محصولات زراعی و کاهش عملکرد می شود."تعاریف مفهومی در تبیین سیاستگذاری در زمینه خشکسالی نیز حائز اهمیت است.مثلا خط مشی(سیاست کلی) در زمینه خشکسالی در استرالیا تلفیقی از آگاهی نسبت به تغییر نرمال در تعریف متناظر آن از خشکسالی می باشد.این کشور کمک های مالی به زارعان را صرفأ دررخداد"خشکسالی استثنایی"بالاخص زمانی که شرایط خشکسالی حادتر از مواردی است که به عنوان جزیی از ریسک عادی مدیریت پروژه در نظر گرفته می شود، ارائه می کند.تشخیص خشکسالی استثنایی مبتنی بر ارزیابی های عملی است. پیش از این زمانی که خشکسالی از نقطه نظر سیاستگذاری کمتر تعریف شده بود وزارعان درک درستی از آن نداشتند،برخی کشاورزان در مناطق اقلیمی نیمه خشک استرالیا هر چند سال یکبار تقاضای کمک هایی برای مقابله با خشکسالی داشتند.
خشکسالی عملی:تعاریف عملی به افراد کمک می کند تا شروع، خاتمه ودرجه شدت خشکسالی را تشخیص دهند.برای تعیین شروع خشکسالی تعاریف عملی، میزان انحراف از میانگین بارش یا سایر متغیرهای اقلیمی در طول یک دوره زمانی را مشخص می کند، این امر معمولا با مقایسه وضعیت فعلی نسبت به متوسط های گذشته که غالبأ مبتنی بر دوره آماری 30ساله است انجام می شود.حد آستانه تعیین شده به عنوان شروع یک خشکسالی (مثلا 75درصد بارش متوسط در طول یک دوره زمانی مشخص) معمولا بیشتر به صورت قراردادی انتخاب می شود تا بر مبنای رابطه دقیق تأثیرات خاص آن بر محیط. در تعریف عملی ازخشکسالی برای کشاورزی مقدار بارندگی روزانه با مقادیر تبخیر وتعرق مقایسه می شود تا سرعت (نرخ)تخلیه رطوبت خاک تعیین شود و از این روابط بر حسب میزان تأثیرات خشکسالی بر رفتار گیاه(یعنی رشد وعملکرد)در مراحل مختلف نمو گیاه استفاده شود.
تعریف خشکسالی ازدیدگاه های مختلف
دیدگاه هواشناسی:هواشناسان خشکسالی رابارش کمتر از حد معمول که منجر به تغییر الگوی آب وهوایی می گردد،تعریف کرده اند.بنابراین خشکسالی از نظر هواشناسی اساسأ به حالتی از خشکی ناشی از کمبود بارندگی اطلاق می شود.تعریف خشکسالی از نظر هواشناسی در کشورهای مختلف ودر زمان های مختلف متفاوت می باشد به همین دلیل از این دیدگاه به کار بردن یک تعریف از خشکسالی که در قسمتی از جهان متداول می باشد،معمولا بر اساس درجه خشکی(در مقایسه با مقادیر نرمال یا میانگین) وطول دوره خشکی تعریف می شود.تعاریف خشکسالی هواشناسی بایستی به صورت موردی برای هر منطقه خاص در نظر گرفته شود چرا که شرایط جوی که موجب کمبود بارش می شود،از منطقه ایی به منطقه دیگر شدیدأ تغییر می کند.به عنوان مثال برخی تعاریف خشکسالی هواشناسی معروف دوره هایی از خشکسالی بر اساس تعداد روزهایی با بارش کمتر از یک حد آستانه خاص هستند.این نتیجه صرفأ برای مناطقی که مشخصأ دارای رژیم های بارندگی ادواری هستند مانند جنگل های استوایی، اقلیم معتدل،نیمه حاره یا اقلیم مرطوب عرض های میانی مناسب است.مناطقی نظیر مانائوس(برزیل) نیواورلئان لوئیزیانا(آمریکا) ولندن(انگلیس) مثال هایی از این مناطقند. مشخصه سایر مناطق اقلیمی الگوی بارش فصلی است.نظیر مناطق مرکزی آمریکا، شمال شرق برزیل،غرب آفریقاوشمال استرالیا.وجود دوره هایی طولانی بدون بارندگی امری عادی در مناطقی نظیر، نبراسکا (آمریکا)،فورتالزا (برزیل) و داروین(استرالیا) است. در این موارد،تعریفی مبتنی بر تعداد روزهایی با بارش کمتر ار یک حد آستانه خاص،غیر واقعی است. در سایر تعاریف رابطه ای مابین میزان انحراف واقعی بارش به مقادیر متوسط ماهانه، فصلی یا سالانه برقرار می شود.
دیدگاه هیدرولوژیکی: از دیدگاه هیدرولوژیست ها خشکسالی زمانی اتفاق می افتد که سطح تراز ذخایر آب های سطحی و زیرزمینی از حد معمول خود پایین تر باشد.خشکسالی هیدرولوژیک اغلب در عرض های میانی بر اثر کمبود وفقدان بارش زمستانی اتفاق می افتد. علاوه بربارش، فاکتورهای اقلیمی دیگر مانند دماهای بالا،بادهای قوی و رطوبت نسبی کم نیز به طور قابل ملاحظه ای بر روی خشکسالی هیدرولوژیک تأثیر دارند.در دیدگاه هیدرولوژیک اندازه گیری میزان آب های جاری،رودخانه ها، دریاچه ها وآب های زیرزمینی معیار خشکسالی می باشد. یک زمان پایه بین فقدان بارندگی وکم شدن آب های جاری ورودخانه ها وآب دریاچه ها و آب های زیرزمینی وجود دارد.بنابراین معیار هیدرولوژیک نمی تواند اولین نشانگر خشکسالی باشد زیرا زمانی که کمبود بارش اتفاق بیفتد بعد از مدتی این کاهش در آب های سطحی وزیرزمینی منعکس خواهد شد.خشکسالی هیدرولوژیکی با تأثیرات دوره هایی از نقصان ریزش های جوی(شامل برف) بر منابع تأمین های آب های زیرزمینی یاسطحی همراه می شود. (جریان رودخانه ها،مخازن، دریاچه هاو آب های زیررمینی )فراوانی وشدت خشکسالی ها ی هیدرولوژیکی غالبأ در مقیاس یک آبخیز یا حوزه آبریز رودخانه بیان می شود.گرچه همه خشکسالی ها از کمبود بارش منشأ می گیرند لیکن هیدرولوژیست ها بیشتر به این موضوع توجه دارند که این کمبود چگونه در سیستم هیدرولوژیکی ظاهر می شود؟خشکسالی های هیدرولوژیکی معمولا با تأخیر بیشتری نسبت به خشکسالی های هواشناسی یا کشاورزی رخ می دهند. زمان بیشتری طول می کشد تا اثر کمبود بارش در اجزاء سیستم هیدرولوژیکی نظیر رطوبت خاک،جریان رودخانه وسطح مخازن و آب های زیرزمینی نمایان شود. در نتیجه زمان این تأثیرات با سایر موارد موجود در دیگر بخش های اقتصادی یکسان نیستند چرا که بخش های مختلفی برای تأمین آب مورد نیاز خود به این منابع متکی هستند. مثلا کمبود بارش می تواند موجب تخلیه سریع رطوبت خاک که تقریبأ بلافاصله برای متخصصان کشاورزی مشهود شود. ولی این کمبود بر سطح آب مخازن تا ماهها بر تولید نیروی برق آبی یا مصارف تفریحی تأثیر نمی گذارد. بعلاوه آب موجود در سیستم های ذخیره هیدرولوژیکی (مثلا مخازن، رودخانه ها) معمولا در مقاصدی مختلف ورقابتی (مانند کنترل سیلاب، آبیاری تفرج، کشتیرانی،نیروی برق آبی، زیستگاههای حیات وحش) به کار می رود.رقابت بر سر آب در این سیستم های ذخیره ای در طی دوره خشکسالی شدت می گیرد و منازعات مابین استفاده کنندگان آب به طرز قابل ملاحظه ای افزایش می یابد.
خشکسالی هیدرولوژیکی و آمایش سرزمین(کاربری اراضی)
گرچه اقلیم عامل اولیه ای در بروز خشکسالی هیدرولوژیکی است ولی سایر عوامل نظیر تغییرات کاربری اراضی (مانند جنگل زدایی)، تخریب اراضی و ساخت سدها همگی بر خصوصیات هیدرولوژیکی حوزه اثر می گذارند.چون مناطق مختلف به وسیله سیستم های هیدرولوژیکی به هم مرتبط اند،تأثیر خشکسالی هیدرولوژیکی به مرزهایی فراتر از منطقه کمبود بارش گسترش می یابد.مثلا خشکسالی هواشناسی ممکن است شدیدأ بخش هایی از شمال کوههای راکی ودشت های شمالی آمریکا را تحت تأثیر قرار دهد، لیکن از آجا که رودخانه میسوری وشاخه هایش این منطقه را به سمت جنوب زهکشی می کنند امکان بروز تأثیرات هیدرولوژیکی مشهودی در پایین دست جریان وجود دارد.مشابهأ تغییرات در کاربری اراضی بالا دست می تواند خصوصیات هیدرولوژِیکی نظیر مقادیر نفوذ و رواناب را تغییر داده و باعث متغیرتر شدن جریان وتشدید رخداد خشکسالی هیدرولوژیکی در پایین دست شود. مثلا در کشور بنگلادش فراوانی وقوع کم آبی به دلیل تغییر کاربری اراضی که داخل کشور و کشورهای همسایه رخداده، افزایش یافته است.تغییر نحوه استفاده از اراضی یکی از راههایی است که طی آن فعالیت های بشر فراوانی پدیده کم آبی را حتی بدون آن که تغییری در وقوع خشکسالی های هواشناسی مشاهده شده باشد، تغییر می دهد.
دیدگاه کشاورزی:از دیدگاه کشاورزی زمانی که رطوبت خاک از نیاز واقعی محصول کمتر باشد و منجر به خسارت در محصول شود خشکسالی اتفاق افتاده است. چون در محاسبه نیاز آبی گیاهان مشخص شده که نیاز آبی آنها با هم متفاوت است، بنابراین مفهوم خشکسالی از دیدگاه کشاورزی برای محصولات مختلف یکسان نمی باشد. از دیدگاه کشاورزی درجه خشکسالی به روش پنمن مانتیث و روش باران مؤثر انجام می شود ، همچنین روش پنمن مانتیث از طرف
FAO به عنوان بهترین روش برای تعیین درجه خشکسالی کشاورزی معرفی شده است.خشکسالی کشاورزی معمولا بعد از خشکسالی هواشناسی وقبل از خشکسالی هیدرولوژیکی اتفاق می افتد وکشاورزی معمولا اولین بخش اقتصادی است که تحت تأثیر خشکسالی قرار می گیرد. خشکسالی کشاورزی اثرات ویژگی های مختلف هواشناسی یا هیدرولوژیکی خشکسالی را به این پدیده کشاورزی به ویژه کمبود بارش، اختلاف بین تبخیر وتعرق واقعی و پتانسیل، کمبود رطوبت خاک، افت سطح آب های زیرزمینی یا مخزن و... مرتبط می سازد.نیاز آبی گیاه بستگی به شرایط جوی غالب، خصوصیات زیستی گیاه، مرحله رشد آن وخصوصیات فیزیکی و بیولوژیکی خاک دارد.تعریفی خوب از خشکسالی کشاورزی آن است که بتواند حساسیت متغیر گیاهان زراعی را در طی مراحل نمو گیاه از سبز شدن تا بلوغ لحاظ نماید. کمبود رطوبت در لایه های فوقانی خاک به هنگام کاشت می تواند باعث تأخیر جوانه زنی شود که این موجب کاهش تراکم بوته در هکتار ونقصان عملکرد نهایی می گردد. لیکن چنانچه رطوبت خاک فوقانی (سطح الارضی) برای نیازهای مراحل اولیه رشد کافی باشد کمبودهای رطوبتی در لایه های زیرین خاک در صورت تأمین نیازهای آبی گیاه به وسیله بارندگی یا آبیاری بر عملکرد نهایی گیاه تأثیر چندانی نخواهد داشت.
دیدگاه اجتماعی واقتصادی:از دیدگاه اجتماعی واقتصادی خشکسالی یعنی زمانی که کمبود آب برای نیازهای بشر موجب نا بهنجاریهای اجتماعی واقتصادی شود. به منظور به حداقل رساندن خشکسالی واضح است که انتقال مدیریت بحران به مدیریت ریسک امری اجتناب ناپذیر است و نظارت و ارزشیابی خشکسالی از ضروریات است وبرای نظارت و ارزیابی خشکسالی نیز شاخص های خشکسالی از اهمیت بخصوصی برخوردار می باشد. تعاریف اقتصادی-اجتماعی خشکسالی تلفیقی است از عرضه وتقاضای برخی کالاهای اقتصادی با اجزاء خشکسالی هواشناسی،هیدرولوژیکی و کشاورزی. این مورد با سایر انواع پیش گفته، از آن جهت تفاوت دارد که وقوع آن بستگی به فرایندهای زمانی ومکانی عرضه وتقاضا برای تعریف یا تشخیص خشکسالی ها دارد.عرضه بسیاری از کالاهای اقتصادی مانند آب،علوفه، غلات، ونیروی برق آبی بستگی به وضعیت جو دارد.به دلیل تغییر پذیری طبیعی اقلیم عرضه آب در برخی سالها کافی است ولی در سال های دیگر در حد تأمین نیازهای انسان ومحیط زیست نیست.خشکسالی اجتماعی-اقتصادی زمانی رخ می دهد که تقاضا برای یک کالای اقتصادی به دلیل نقصان عرضه آب حاصل از کمبود بارش از میزان عرضه فزونی می گیرد.به عنوان مثال در اروگوئه 89-1988 خشکسالی موجب کاهش قابل ملاحظه ای در تولید برق آبی شد بدین دلیل که نیروگاه های برقی به جای استفاده از ذخایر آب متکی به جریان های سطحی بودند.کاهش تولید برق آبی دولت را واداشت تا اقدام به ورود سوخت گران تراز نفت نماید و با استفاده از ابزارهای تبدیلی انرژی نیازهای مردم را برآورده سازد.در اکثر موارد، تقاضا برای کالاهای اقتصادی در نتیجه افزایش جمعیت و مصرف سرانه رو به تزاید است.عرضه محصولات نیز ممکن است به دلیل بهبود راندمان تولید وفنآوری یا ساخت مخازنی که ظرفیت آب را افزایش می دهد،بیشتر شود.اگر هر دو کمیت عرضه وتقاضا افزایش یابد عامل( فاکتور)حساس نرخ نسبی در حال تغییر است. اگر تقاضا سریع تر از عرضه افزایش یابد، اثرات سوء و میزان وقوع خشکسالی در آینده همسو با روند عرضه وتقاضا افزایش خواهد یافت.
دیدگاه اقلیم شناسی:از دیدگاه اقلیم شناسان خشکسالی یک پدیده طبیعی است که در اثر تغییر الگوهای آب و هوایی ناشی از کاهش نزولات جوی کمتر از حد معمول خود به خود به وجود می آید و ادامه آن موجب عدم تعادل اکولوژیکی وهیدرولوژیکی می شود.از طرفی چون از دیدگاه جغرافیایی تعریف خشکسالی مفهومی مکانمند می باشد، خشکسالی در هر محل تابعی از ضریب تغییر پذیری بارش در همان محل است. بنابراین از نظر اقلیم شناسی خشکسالی قابل تعیین است به طوری که در این روش درجه خشکسالی و تر سالی تعیین می گردد.
تغییر اقلیم وخشکسالی
اثبات وقوع پدیده اقلیم(Change Climate) در سطح جهان به سهولت امکان پذیر نیست و نیازمند بررسی های جامع وطولانی مدت بر آمارهایی از پارامترهای مختلف است، هر چند روند گرم تر شدن دمای سطح زمین و افزایش غلظت گاز CO2 تقریبأ قطعی می نماید.سناریوهای تغییر اقلیمی در چرخه آب شناسی نمود کاملا بارزی می یابند. چرا که تمامی اجزاء آن تحت تأثیرتغییرات حاصله در میزان تبادلات انرژی وجرم قرار می گیرند.نوسان منابع آبی به طرز قابل ملاحظه ای تابع تغییرات اقلیمی است، چرا که نیاز به این منابع با افزایش تبخیر وتعرق در شرایط گرم تر،خشک تر و آفتابی تربیشتر می شود. به عنوان مثال بر اساس گزارشات منتشره در سال 1996 ،مناطق جنوب انگلیس در سال2050 شدیدأ مستعد وقوع خشکسالی بوده ولی مناطق شمالی به مراتب مرطوب تر شده وسیل در آنجا مشکل زا خواهد شد.بررسی ها نشان داده است، غلظت گاز کربنیک و سایر گازها در اتمسفر از نیمه دوم قرن نوزدهم افزایش یافته است.میزان غلظت CO2 از سال 1958 تا 1988حدود 35 درصد فزونی یافته است.Boult و همکاران در سال 1988 اثر دو برابر شدن غلظت CO2 را برروی عوامل هیدرولوژیکی از قبیل تبخیر وتعرق پتانسیل، رطوبت خاک،تجمع برف، ذخیره آب زیرزمینی، رواناب وبیلان آبی در سه حوزه بلژیک مطالعه کردند.نتایج نشان داد که تبخیر وتعرق پتانسیل، درصد رطوبت خاک، میزان آب های زیرزمینی در حوزه هایی با نفوذپذیری زیاد افزایش یافته است.Mitchel در سال 1989 نشان داد که در اثر دوبرابر 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 نزدیک سطح زمین می گردد. هرچند با دوبرابر شدن CO2 ،میزان بارندگی افزایش می یابد ولی افزایش بارندگی در نقاط مختلف یکسان نیست.در مناطقی با عرض جغرافیایی زیاد به طور کلی میزان بارندگی و رواناب افزایش می یابد ولی در مناطق با عرض جغرافیایی کم بارندگی بسته به منطقه افزایش یا کاهش نشان می دهد.
بطور کلی می توان از تحقیقات انجام شده چنین نتیجه گرفت که:
میزان گازکربنیک وسایر گازهای موجود در اتمسفر(نظیر متان،CFC )بعد از انقلاب صنعتی افزایش یافته است. مدل های شبیه سازی مختلف نشان داده اند که با افزایش گازکربنیک شرایط هیدرولوژیکی از قبیل بارندگی،درجه حرارت و تبخیر ورواناب و ... تغییر می کند که به تبع آن قوع یا عدم وقوع خشکسالی نیز قابل بررسی است.
پیوند نوسانات آب و هوایی و بیابان زایی : نوسان های آب وهوایی که باعث بیابان زایی می شود،بیشتر با کاهش میزان بارندگی،رطوبت،
افزایش دما به ویژه در تابستان، افزایش میزان خشکی،تبخیر وتعرق،وزش بادهای گرم وسوزان و کاهش پوشش گیاهی (بر اثر وزش باد)ارتباط می یابند.حتی بر اثر نوسانات آب وهوایی،طغیان جانوران و حشرات و آفات به برخی سرزمین ها از جمله ملخ به شمال شرقی قاره آفریقا نیز اعمال شده است که سیر قهقرایی محیط زیست را به همراه داشته است.
به طور کلی می توان به علل عمده زیر برای وقوع خشکسالی و بیابان زایی اشاره کرد:
- استقرار سلول های پرفشار جنب گرمسیری با دامنه نوسان بین عرض های 20و40
- عامل بری بودن
- عدم صعود و جابه جایی شدید هوا
- جریانات دریایی سرد و بالا راندگی آب ها
- وزش بادهای گرم سوزان
- موانع کوهستانی
- استقرار کم فشار حرارتی
باد وآب به عنوان دو عامل اقلیمی که دارای تغییرات ونوسانات نسبتأ زیادی هستند در شکل گیری مناطق خشک و بیابانی ژئومورفولوژی آن ها نقش بسزائی را ایفا می کند.وقوع پدیده فرسایش آبی در گسترش بیابان ها و از دست رفتن خاک های سطح الارضی حاصل خیز نقش عمده ای داشته و تبعات منفی خشکسالی را تشدید می نماید.
پیامد اثرات خشکسالی:
پیامد اثرات توأم با خشکسالی های هواشناسی، کشاورزی وهیدرولوژیکی تفاوت های آن ها را بیشترآشکار می کند. زمانی که خشکسالی آغاز می شود، بخش کشاورزی به دلیل وابستگی بیش از حد به ذخیره رطوبتی خاک،معمولا نخستین بخشی است که تحت تأثیر قرار می گیرد.در طی دوره های ممتد خشکی، چنانچه کمبود بارش ادامه یابد، رطوبت خاک به سرعت تخلیه می شود در این صورت اتکاء مردم به سایر منابع آبی بایستی تأثیرات این کمبود را مرتفع سازد. مثلا آن هایی که متکی به منابع آب های سطحی (نظیر مخازن ودریاچه ها) و آب های زیرزمینی هستند، معمولا دیرتر از سایرین تحت تأثیر قرار می گیرند.یک خشکسالی کوتاه مدت که 3 تا 6 ماه به طول می انجامد بسته به خصوصیات هیدرولوژیکی سیستم ونیازهای مصرف آب احتمالا تأثیرات اندکی بر این بخش ها به همراه دارد.زمانی که بارش به حالت نرمال برمی گردد وشرایط خشکسالی هواشناسی پایان می پذیرد، تا زمان احیاء مجدد منابع آب های سطحی و زیر
سطحی پیامدهای سوء این پدیده ادامه می یابد. در ابتدا ذخایر رطوبت خاک و به دنبال آن جریان های سطحی، مخازن ودریاچه ها و آب های زیرزمینی جایگزین می شود.ممکن است اثرات خشکسالی در بخش کشاورزی به دلیل وابستگی آن به رطوبت خاک سریعأ از بین برود و لیکن در سایر بخش ها که متکی به ذخایر سطحی و یا زیر سطحی آب هستند تا ماهها یا حتی سالها طول بکشد. استفاده کنندگان از آب های زیرزمینی که معمولا آخرین افرادی هستند که به هنگام بروز خشکسالی تحت تأثیر آن قرار می گیرند، دیرتر از سایرین بازگشت به وضعیت عادی سطح آب زیرزمینی را تجربه می کنند.طول دوره تجدید ذخیره منبع تابعی از شدت و تداوم خشکسالی و مقدار بارش دریافتی است.
منابع: http://www.lorestanmet.ir/m3.htm
http://daneshnameh.roshd.ir
به وبلاگ گروه جغرافیای ناحیه یک مشهد مقدس خوش آمدید.