Investigating Temporal Trends and Spatial Characteristics of Rainfall and Meteorological Drought in the West of Iran during the Last Few Decades

Document Type: Original Article

Authors

1 Department of Irrigation, Faculty of Agriculture, Bu-Ali Sina University, Hamedan

2 Irrigation and Drainage Engineering, Faculty of Agriculture, Bu-Ali Sina University, Hamedan

3 Irrigation and Drainage Engineering, Faculty of Agriculture, Bu-Ali Sina University, Hamedan.

Abstract

Drought is one of the most serious problems arising for human societies and ecosystems from climate
variability. This phenomenon causes billions of dollars in global damages annually and affects more
people than any other form of natural disasters.
In this study, the trends of rainfall and meteorological drought time series were investigated at ten
stations located in the east of Iran for the period of 1966–2005. Amounts of drought severity were
computed using standard precipitation index (SPI) for a 12-month time scale. The trend analyses of the
data were also performed using the Mann–Kendall test and the Sen’s slope estimator. The results of
this study showed that the rainfall and drought data had high variations to average values in the study
period, and these variations increased with increasing aridity towards the east of the study area. The
results of the trend tests revealed statistically significant decreasing trends in the rainfall time series of
Sar-Pol-Zohab, Bijar, Sanandaj and Saghez stations at the rates of 7.99, 6.68, 5.51 and 5.03 mm/year,
respectively. Furthermore, drought severity significantly increased at Kermanshah, Saghez, Sanandaj
and Khorram-Abad stations during the last four decades. The results indicated that all of the stations
experienced at least one extreme drought during the study period.

Keywords


- بابایی فینی، ا. س. و فرج ز.اده، م 1381. الگوهای تغییرات مکانی و زمانی بارش در ایران. مدرس علوم انسانی، جلد 6، شماره 4، صفحه­های 70-51.

- بداق جمالی، ج.، جوانمرد، س.، شیرمحمدی، ر. 1381. پایش و پهنه­بندی وضعیت خشکسالی استان خراسان با استفاده از نمایه استاندارد شده بارش. فصلنامه تحقیقات جغرافیایی، جلد 17، شماره 4، صفحه­های 21-4.

- بری ابرقویی، ح.، بداق جمالی، ج.، توکلی، م. 1382. کاربرد برخی از شاخصهای آماری جهت ارزیابی شدت خشکسالی در مقیاس کشوری. فصلنامه تحقیقات جغرافیایی، جلد، 18، شماره 2، صفحه­های 106-86.

- رضیئی، ط. و ثقفیان، ف، 1383. بررسی روند خشکسالی در دشت سیستان، اولین کنفرانس سالانه مدیریت منابع آب، تهران.

- خلیلی، ع. و بذر افشان، ج، 1383. تحلیل روند تغییرات بارندگیهای سالانه، فصلی و ماهانه پنج ایستگاه قدیمی ایران در یکصد و شانزده سال گذشته، بیابان، جلد 9، شماره 1، صفحه­های 33-25.

- حجام، س. خوشخو، ی. و شمس­الدین وندی، ر. 1387. تحلیل روند تغییرات بارندگی­های فصلی و سالانه چند ایستگاه منتخب در حوزه مرکزی ایران با استفاده از روش­های ناپارامتری، پژوهشهای جغرافیایی، جلد 40، شماره 64، صفحه­های 168-157.

- طبری، ح.، سبزی­پرور، ع.ا.، معروفی، ص. 1387. بررسی روند تغییرات سالانه پارامترهای هواشناسی در دو اقلیم سرد و گرم ایران. پژوهش کشاورزی 8(1): 174-161.

- عساکره، ح. 1386. تغییرات زمانی-مکانی بارش ایران زمین طی دهه­های اخیر، جغرافیا و توسعه، جلد 5، شماره 10، صفحه­های 164-145.

- عسگری، ا. و رحیم­زاده، ف. 1385. مطالعه تغییرپذیری بارش دهه­های اخیر ایران، پژوهش­های جغرافیایی، جلد 38، شماره 58، صفحه­های 80-67.

- عسگری، ا. رحیم­زاده ف، محمدیان ن و فتاحی ا، 1386. تحلیل روند نمایه­های بارش­های حدی در ایران، تحقیقات منابع آب ایران، جلد 3، شماره 3، صفحه­های 55-42.

- قهرمان ن، جوانمرد س. بداقی جمالی، ج. مهدویان، ع. ر. و جاودانی خلیفه، ن. 1380. نگاهی به نظامهای پیش­آگاهی خشکسالی در خاورمیانه و شمال آفریقا مطالعه موردی ایران، کنفرانس بررسی راهکارهای مقابله با بحران آب، زابل.

- قهرمان، ب. و تقواییان، ص. 1386. بررسی روند بارندگی سالانه در ایران، مجله بین المللی علوم و فناوری کشاورزی، جلد 10، شماره 9، صفحه­های 97-93.

- قویدل رحیمی، ی. 1383. کاربرد نمایه­های مبتنی بر بارش در مطالعه خشکسالی­ها و ترسالی­ها (مطالعه موردی: استان آذربایجان شرقی)، مجله پژوهش و سازندگی، جلد 17، شماره 4، صفحه­های 56-47.

- کاویانی، م. ر. و عساکره، ح.، 1384. بررسی آماری روند بلند­مدت بارش سالانه اصفهان،.مجله پژوهشی دانشگاه اصفهان (علوم انسانی)، جلد 18، شماره 1، صفحه­های 162-143.

- کتیرایی، پ. حجام، س. و ایران­نژاد، پ. 1386. سهم تغییرات فراوانی و شدت بارش روزانه در روند بارش در ایران طی دوره 1960 تا 2001، مجله فیزیک زمین و فضا، جلد 33، شماره 1، صفحه­های 83-67.

- مرادی، ح. ر. رجبی، م. و فرج­زاده، م. 1386. تحلیل روند و خصوصیات مکانی شدت خشکسالی­های استان فارس، فصلنامه علمی-پژوهشی مرتع و بیابان ایران، جلد 14، شماره 1، صفحه­های 109-97.

- ناظم­السادات، س. م. ج. سامانی، ن. و مولایی نیکو، م. 1384. تغییر اقلیم در جنوب و جنوب غرب ایران از دیدگاه مشاهدات بارش، برهمکنش با پدیده النینو نوسانات جنوبی، مجله علمی کشاورزی، جلد 28، شماره 2، صفحه­های 97-81.

-Bouza-Deano, R., Ternero-Rodrıguez, M. and Ferna´ndez-Espinosa, A. J., (2008). Trend study and assessment of surface water quality in the Ebro River (Spain), Journal of Hydrology, 361, 227-239.

-da Silva, V.P.R. (2004). On climate variability in northeast Brazil. Journal of Arid Environments, 58(4), 575-596.

-Edward, D.C., Mckee, T.B. (1997). Characteristics of 20th century drought in the United States and multiple time scales. Climatology Report 97-2, Department of Atmospheric sciences, Colorado state University, Fort Collins, Co., pp155.

-Jhajharia, D., Dinpashoh, Y., Kahya, E., Singh, V.P., Fakheri-Fard, A. ( 2011). Trends in reference evapotranspiration in the humid region of northeast India. Hydrological Processes, doi: 10.1002/hyp.8140.

-Mckee, T.B., Doesken, N.J., Kleist, J. (1993). The relationship of drought frequency and duration to time scales. Pp. 176-184. 8th conference on Applied Climatology, 17-22 January, Anaheim, CA., USA.

-Modarres, R., da Silva V.P.R. (2007). Rainfall trends in arid and semi-arid regions of Iran. Journal of Arid Environments 70, 344–355.

-Modarres, R., Sarhadi, A. (2009). Rainfall trends analysis of Iran in the last half of the twentieth century. Journal of Geophysical Research, 114, D03101, doi:10.1029/2008JD010707.

-Partal, T., Kahya, E. ( 2006). Trend analysis in Turkish precipitation data. Hydrological Processes, 20, 2011–2026.

-Raziei, T., Saghafian, B. ( Paulo) A.A., Pereira, L.S., Bordi, I., 2009. Spatial patterns and temporal variability of drought in western Iran. Water Resources Management, 23, 439–455.

Rebetez, M., 1999. Twentieth century trends in droughts in southern Switzerland. Geophysical Research Letters 26(6), 755-758.

-Sen, P.K., 1968. Estimates of the regression coefficient based on Kendall´s tau, Journal of the American Statistical Association, 63, 1379-1389.

-Tabari, H., Hosseinzadeh Talaee, P.( 2011) a. Recent trends of mean maximum and minimum air temperatures in the western half of Iran. Meteorology and Atmospheric Physics, 111,121–131.

-Tabari, H., Hosseinzadeh Talaee, P.( 2011). Analysis of trends in temperature data in arid and semi-arid regions of Iran. Global and Planetary Change, doi: 10.1016/j.gloplacha.2011.07.008.

-Tabari, H., Marofi, S. (2011). Changes of pan evaporation in the west of Iran. Water Resources Management, 25, 97–111.

-Tabari, H., Marofi, S., Aeini, A., Hosseinzadeh Talaee, P., Mohammadi, K. (2011). Trend analysis of reference evapotranspiration in the western half of Iran. Agricultural and Forest Meteorology, 151, 128–136.

-Tabari, H., Marofi, S., Ahmadi, M. (2011). Long-term variations of water quality parameters in the Maroon River, Iran". Environmental Monitoring and Assessment, 177, 273–287.

-Tao, H., Gemmer, M., Bai, Y., Su, B., Mao, W. (2011). Trends of streamflow in the Tarim River Basin during the past 50 years: Human impact or climate change?. Journal of Hydrology, 400, 1–9.

-Yurekli, K., Kurunc, A. (2006). Simulating agricultural drought periods based on daily rainfall and crop water consumption. Journal of Arid Environments, 67, 629-640.