تغییرات مکانی-زمانی دو شاخص خشکسالی ماهواره‌ای و همبستگی آن‌ها با متغیرهای هیدرواقلیم و گیاهی در گستره ایران

خشکسالی یکی از فراگیرترین و پرهزینه‌ترین بلایای طبیعی است که بشر با آن مواجه است. استفاده از شاخص‌های مبتنی بر سنجش از دور یکی از ابزارهای کارآمد جهت پایش تغییرات مکانی-زمانی خشکسالی در مناطق وسیع دارای تنوع اقلیمی همچون کشور ایران می‌باشد. پژوهش حاضر به منظور ارزیابی مقایسه‌ای نتایج حاصل از پایش ماهانه وضعیت خشکسالی براساس دو شاخص مبتنی بر داده‌های ماهواره‌ای در فصل رشد در بازه زمانی 21 ساله (2021-2001) در گستره ایران است. محاسبه شاخص شدت خشکسالی (dsi) و استخراج شاخص خشکسالی پالمر (pdsi) در بستر گوگل ارث انجین (gee) انجام گردید. به علاوه، با استفاده از آزمون پیرسون، همبستگی دو متغیره بین مقادیر این دو شاخص‌ شدت خشکسالی با متغیرهای هیدرواقلیمی شامل بارش (محصول ماهواره‌ای chirps)، دما (lst سنجنده مودیس) و رطوبت خاک (محصولات gldas) و پوشش گیاهی (ndvi سنجنده مودیس) در هفت پهنه‌ اقلیمی ایران مورد ارزیابی قرار گرفت. توزیع مکانی طبقات مختلف خشکسالی براساس مقادیر dsi و pdsi نشان داد که در سال 2001 (سال خشک) به‌ترتیب حدود 21 درصد و 99 درصد گستره ایران در شرایط خشکسالی و در سال 2020 (سال مرطوب) به‌ترتیب حدود 92 درصد و 73 درصد کشور در شرایط ترسالی قرار داشته است. براساس تغییرات زمانی مقادیر dsi و pdsi به‌ترتیب 25 و 75 درصد ماه‌های فصل رشد در بازه زمانی 21 ساله در گستره ایران، دارای وضعیت خشکسالی خفیف تا بسیار شدید (طبقات d2 تا d5) بوده‌اند. ارزیابی همبستگی‌ دو متغیره به‌تفکیک هفت پهنه اقلیمی کشور نشان داد که بین مقادیر dsi و pdsi در پهنه‌های اقلیمی فراخشک، خشک، نیمه‌خشک شدید و نیمه‌خشک میانه، رابطه مستقیم معنی‌دار وجود دارد و مقادیر dsi با درجه حرارت رابطه معکوس معنی‌دار و با بارش و رطوبت خاک رابطه مستقیم معنی‌دار دارند و همچنین با مقادیر ndvi دارای همبستگی مثبت قوی هستند.

spatiotemporal changes of two satellite-based drought indices and their correlations with hydroclimate and vegetation variables across iran

drought is one of the most widespread and costly natural disasters that mankind is facing. the use of remote sensing-based indices is one of the efficient tools for monitoring the spatiotemporal changes of drought in vast regions with climate diversity such as iran. the purpose of this research is to compare the results of the monthly monitoring of the drought condition based on two satellite-based indices in the growing season over a period of 21 years (2001-2021) across iran. the drought severity index (dsi) computation and the palmer drought severity index (pdsi) extraction was carried out through the google earth engine (gee) platform. in addition, the bivariate correlation (pearson test) of the values of these two indices of drought severity with hydroclimate variables including precipitation (chirps satellite product), temperature (modis lst), and soil moisture (gldas products) as well as vegetation cover (modis ndvi) was assessed in seven different climate zones of iran. the spatial distribution of the different categories of drought severity based on the values of dsi and pdsi showed that in 2001 (dry year) about 21% and 99% of the area of iran was affected by drought and in 2020 (wet year) about 92% and 73% of the country was affected by wet conditions. based on the temporal variations of dsi and pdsi values, mild to extreme drought conditions (categories d2 to d5) prevailed in 25% and 75% of the months of the growing season in the 21-year period across iran. examination of the bivariate correlation across each of the seven climate zones showed that there is a significant direct relationship between dsi and pdsi values in the absolute arid, arid, slightly semi-arid, and moderately semi-arid climate zones and that the dsi values have a significant inverse relationship with temperature and a significant direct relationship with rainfall and soil moisture as well as a strong positive correlation with the ndvi values.