سامانه پایش و پیش بینی خشکسالی

سامانه پایش و پیش بینی خشکسالی

هرچند از وقوع خشکسالی نمی توان جلوگیری کرد، اما اگر ماهیت و خصوصیات آن مورد مطالعه و بررسی قرارگیرد، می توان نسبت به پیش بینی آن امیدوار بود و با آمادگی از اثرات زیان آور آن کاست. در طول سالیان گذشته بروز خشکسالی های متعدد در سراسر دنیا باعث شده تا اذهان محققین و مدیران در سراسر کره خاکی به سوی طراحی و استفاده از سامانه های پایش و پیش بینی خشک سالی قابل اطمینانی سوق داده شود. هدف از برنامه پایش فراهم نمودن پل ارتباطی بین هیدرولوژی، اقلیم شناسی و سنجش از دور است به نحوی که موقعیت جهانی منابع بحرانی آب را شناسایی نماید. در این راستا با ترکیب روش های مختلف سنجش از دور با رویکردهای فیزیکی و آماری، مدل هایی برزگ مقیاسی از سیستم های هیدرولوژیکی توسعه داده می شود. در این راستا استفاده از داده های ماهواره ای به همراه مشاهدات زمینی می تواند گامی به سمت ارائه سیستم های پایش، تصمیم یار و پیش بینی خشک سالی، سیل و ... باشد.

پایش و پیش بینی خشکسالی در مناطق خشک و نیمه خشک که دارای آسیب پذیری بیشتری در زمینه منابع آب هستند بسیار حائز اهمیت می باشد. منظور از پایش خشکسالی تشخیص وقوع این پدیده بر اساس سنجش های انجام شده در منطقه مورد بررسی می باشد. از طرف دیگر پیش بینی این پدیده برای دوره های پیش رو به منظور برنامه ریزی صحیح منابع آب بسیار مهم است. از جمله چالش های پیش رو در زمینه پایش خشکسالی می توان به ماهیت خزنده و تدریجی آن که باعث پیچیدگی تفسیر آن می شود و همچنین نیاز به اطلاعات گسترده برای پایش اشاره کرد. از مسائل دیگر در این زمینه دشواری ارائه معیاری جهت تشخیص خشکسالی است. از این رو به طور معمول خشکسالی را به دسته هایی نظیر خشکسالی هواشناسی، کشاورزی و هیدرولوژیک تقسیم بندی می نمایند و برای هر یک شاخص و معیاری متناسب با مفهوم آن ارائه می دهند. همانگونه که اشاره شد یکی از مشکلات در زمینه پایش خشکسالی دسترسی به اطلاعات گسترده در منطقه مورد بررسی است. از آنجایی که پدیده خشکسالی پدیده ای محدود به یک مکان خاص نمی باشد و در سطح گسترده ای واقع می شود به ناچار می بایست اطلاعات در سطح منطقه مورد بررسی جمع آوری گردد و اطلاعات نقطه ای برای تحلیل آن ناکافی است. در سال های اخیر با پیشرفت تکنولوژی سنجش از راه دور امکان سنجش پارامترهای مختلف محیطی در سطوح گسترده فراهم آمده است. با استفاده از این تکنولوژی می توان پارامترهای مختلف را در سطوح گسترده براورد و از آنها جهت پایش خشکسالی استفاده نمود. سودمندی این تکنولوژی خصوصاً در مناطقی که اندازه گیری های منطقه ای با تراکم و کیفیت مناسب در دسترس نمی باشد، بیشتر نمایان می گردد.

بر اساس مقدمه بیان شده، در طرح انجام شده تحت عنوان "مطالعات راه‌اندازی پایگاه پایش و پیش‌بینی خشکسالی استان سیستان و بلوچستان"، هدف، طراحی، ساخت و پیاده‌سازی سامانه‌ای بومی بوده که اطلاعات پایش پارامترهایی از جمله بارش، دما، رطوبت خاک، رطوبت نسبی هوا، پوشش گیاهی و شاخص‌های خشکسالی را با بالاترین قدرت تفکیک زمانی و مکانی موجود، در دوره بلندمدت 20 الی 30 سال گذشته در منطقه مورد نظر تولید و ارائه نماید؛ به علاوه، این سامانه پیش‌بینی پارامترهای بارش و دمای کوتاه‌مدت 6 و 3 ساعته تا 16 روز آینده، بارش و دمای میان‌مدت 1 تا 6 ماه آینده و شاخص‌های خشکسالی هواشناسی، کشاورزی و تلفیقی 1 تا 6 ماهه را نیز با بالاترین دقت موجود در سطح منطقه‌ای پیش بینی و ارائه می‌کند. به لحاظ تقسیم بندی سیاسی محدوده مطالعاتی به جز پوشش کامل استان سیستان و بلوچستان، قسمت اعظمی از حوضه آبریز بالادستی هلمند در کشور افغانستان و بخش کوچکی از مجاورت کشور پاکستان را شامل می شود. بر اساس سیستم تقسیمات طول و عرض جغرافیایی دامنه مکانی محدوده مطالعاتی در حدفاصل 25 الی 37 درجه شمالی و 56 الی 74 درجه شرقی واقع شده است. دامنه زمانی در حالت کلی به دو بخش قابل تقسیم است. بخش اول عمدتا در بخش پایش سامانه کاربرد دارد و مربوط به داده های اطلاعاتی ثبت شده توسط سنجنده های مختلف ماهواره ای و نیز ایستگاه های اندازه گیری از بدو تاسیس تاکنون است. بخش دوم، مربوط به بخش پیش بینی سامانه خواهد بود که با استفاده از سوابق اطلاعاتی و استفاده از مدل های دینامیکی و آماری، برآوردهایی از پارامترهای لازم در بازه های زمانی کوتاه مدت و بلند مدت آینده ارائه خواهد نمود.

اهم دستاوردهای راه اندازی این سامانه عبارتند از:

ایجاد امکان دسترسی آزاد و بهره‌گیری از معتبرترین مراکز بین‌المللی تولید داده‌های اقلیمی به دور از تهدید تحریم
محقق ساختن استفاده از داده‌های حاصل از پایگاه‌های مبتنی بر مدل‌های عددی جهانی، داده‌های مشاهداتی و داده‌های واکاوی شده در مدیریت بهره‌برداری از منابع آبی منطقه
تولید دقیق‌ترین پایگاه داده جهت برآورد بارش روزانه با قدرت تفکیک مکانی 0.25 درجه با استفاده از تلفیق الگوریتم های فراابتکاری و هوش مصنوعی
ارائه خدمات اقلیمی برای صنعت آب کشور (پیش ‎بینی در بازه‌های زمانی کوتاه‌مدت مدل‌های GFS و میان‌مدت مدل‌های NMME) به همراه تدقیق منطقه‌ای نتایج مدل‌ها و پایگاه‌ داده‌های جهانی
ارزیابی پایش گذشته و پیش‌بینی آینده از وضعیت خشکسالی (هواشناسی، کشاورزی و تلفیقی) بر طبق استاندارهای به‌روز جهانی
طراحی و ساخت اپلیکیشن تلفن همراه مبتنی بر سامانه پیاده‌سازی شده
ارائه چندین مقاله از نتایج طرح در معتبرترین مجلات تخصصی با نمایه ISI