خشكسالي به عنوان بلاي طبيعي و پديده‌اي اجتناب‏ناپذير، از ديرباز در پهنه وسيع كشورهاي مختلف به خصوص كشورهاي مستقر در مناطق گرم و خشك به كرات وقوع يافته و مي‌يابد. خشکسالي از حوادث استثنايي و تاسف باري است که همواره جوامع انساني، گياهي و بطور کلي اکولوژي محيط را دستخوش تغييرات شگرف قرار مي دهد. اثرات تخريبي ناشي از وقوع خشکسالي به کندي پديدار مي شود و سبب افت و از بين رفتن محصولات کشاورزي، غذا، نابسامانيهاي اقتصادي و اجتماعي و حتي بحران هاي محيطي مي گردد.مطالعات و بررسی های انجام شده نشانگر آن است که كشور ايران با توجه به وضعيت جغرافيايي و اقليمي خود، همچون بسياري از كشورهاي منطقه خاورميانه و شمال آفريقا در وضعيت مناسبي از لحاظ تأمين آب قرار ندارد. این امر، بیانگر احتمال وقوع خشكسالي هاي بيشتري در آينده نسبت به گذشته می باشد. قدر مسلم آنکه، در صورت اعمال مديريتهاي ناكارآمد فني و استفاده از استراتژي هاي نامناسب، علاوه بر هدررفت منابع موجود و تشديد اثرات مخرب خشكسالي، زمينه براي بروز خشكسالي هاي بعدي به طرز فزاينده اي فراهم مي گردد.

كشور ما در يكی از مناطق خشك و نيمه خشك جهان قرار گرفته است و خشكی جزء فطرت و صفت ذاتی آن است . تغييرات شديد مقدار بارش ، شدت و پراكنش زياد بارندگی و نوسانات دما از خصوصيات دائمی اين مناطق است . خشكسالی نيز به عنوان يك عارضه موقت هر چند سال يكبار در اين مناطق حادث می شود و در نتيجة آن مشكلات خاص اين مناطق را حادتر می نمايد .

فرايند خشكسالي از زمانهاي خيلي دور براي جهانيان شناخته شده بوده است روايات تاريخي ، داستانها ، كتب مذهبي و فرهنگ فولكلور جوامع همه نشان دهنده و حاكي از ذهنيت تاريخي بشر نسبت به اين موضمع و اهميت آن در زندگي آنها بوده است . اشاره صريح قرآن مجيد به خشكسالي در سوره يوسف و پيامدهاي آن ( سوره يوسف آيه 43 تا 46 ) نمونه اي از اين موضوع است . مطالعه در تاريخ نشان مي دهد و مشاهده آواز خواني و طبل كوبي براي نزول باران ، ادعيه و نذورات در اين باب و قدرداني از نزول باران نمونه اي ديگر از اين موضوع است.

با توجه به اين نگرش رفتاري بشر به اين موضوع و اينكه عدم نگرش علمي به آن موجب عدم شناخت از آن شده است با شروع تفكرات علمي و پژوهشي ، دانشمندان با توجه به منطقه فعاليت خود هر يك ديدگاهي به اين موضوع داشته و در پي اين بودند كه با يك نظم علمي آنرا پيش بيني كنند و هر چه بيشتر به ماهيت و وقوع آن پي ببرند.

تحقيق جدي راجع به اين پديده به اوايل قرن بيستم مربوط است ، كه با پيشرفت علم اقليم شناسي اين موضوع بيشتر مورد توجه قرارگرفته است روشهاي طبقه بندي اقليمي تورنث وايت (1) – كوپن (2) –كنراد (3) نقطه عطفي در اين بررسيهاست.

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

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 قبیل 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 جایppm360    فعلی به  ppm420  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.

-   تعریف خشکسالی

بدون شک خشکسالی یکی از بدترین دشمنان طبیعی انسانی است . آغاز آن غافلیر کننده است . پیشرفت آن موذیانه و اثرات آن می تواند مخرب باشد . وقوع خشکسالی بستگی زیادی به تعریف مورد استفاده دارد . (مالکی 1372)

به دلیل دخالت متغيرهاي مختلف چه به صورت مستقیم و چه غیر مستقیم در خشکسالی تعریف این واژه مشکل به نظر می رسد و به همین دلیل تعریفی جامع و قابل قبول برای همه محققین هنوز عنوان نشده است و بدین لحاظ محققین رشته های مختلف از دیدگاه خود به این پدیده نگریسته اند . تنوع معنایی خشکسالی منحصر به علوم مختلف نمی شود .بلکه در رابطه با مکانهای ویژه , این واژه ارزش معنایی خاص به خود می گیرد . برای مثال : با تعریف میتنی بر آب موجود , مناطق خشک جهان تقریباً به طور مداوم دچار خشکسالی هستند و با در نظر گرفتن مقدار مطلقی مانند میانگین بارش 300 میلی متر به عنوان استانه رخداد خشکسالی , در همه مکانها قابل اعتماد نیست ؛ چرا که مکانهای بسیار در قلمرو آب و هوایی گوناگون یافت می شوند که میانگین بارندگی آنها بیش از 500 میلی متر است ؛ ولی در عین حال در برخی از سالها می توانند سالهای خشکی را تجربه کنند .

تاکنون تعریف دقیق و جهانی از خشکسالی که مورد قبل همه متخصصین مرتبط این پرونده ارائه نشده است و هر یک از متخصصان هیدرولوژی , کشاورزی اقتصاد و اقلیم شناسی از دیدگاههای متفاوتی آنرا مورد مطالعه قرار داده و تعاریف زیادی را برای آن ارائه داده اند که در زیر به برخی از انها اشاره شده است :

- هنگامی که بارش سالانه 75 درصد میانگین بارش دوره طولانی و بارانی که 60 درصد میانگین بارش ماهانه باشد . (باستی , 1936)

- هرگاه مقدار بارش کمتر از 85 درصد میانگین بارش چندین سال باشد . (هایت , 1936)

- دوره ای که در آن تعداد روزهای خاصی , بارش کمتر از مقدار اندک معین باشد . (سازمان هواشناسی بریتانیای کبیر , 1951)

- ده روز بارندگی کمتر از 5 میلی متر باشد . (برونو , 1967)

- کاهش غیر منطقی بارش در مدتی معین در منطقه ای که لزوماً خشک نیست . (علیجانی و کاویانی , 1371)

- یک بازگشت اقلیمی شامل کاهش عمده بارندگی که با کاهش موثر در تولید محصول همراه است . (روسبزگ , 1979)

- یک خشکسالی مطلق یک دوره حداقل 15 روزه متوالی است که به هیچ وجه بارندگی بیشتر از 1% اینچ نداشته باشد . (واژه نامه هواشناسی آمریکا , 1944)

- کمبود بارش در دوره ای بلندمدت به نحوی که باعث کمبود رطوبت خاک و کاهش آبهای جاری شود و به این طریق فعالیتهای انسانی و حیات طبیعی , گیاهی و جانوری را بر هم بزند . (باری و چورلی , 1996)

            با وجود تعاریف مختلفی که از خشکسالی ارائه شد , باید گفت که مجموع این تعاریف اغلب در چهار دیدگاه مشخص جای می گیرند .

الف) خشکسالی هواشناسی :

از دیدگاه اقلیم شناسی هر گاه بارش دریافتی یک محل در یک دوره زمانی معین کمتر از میانگین بارش در همان دوره زمانی باشد , با خشکسالی روبرو هستیم (کمالی , 1370) بنابراین آستانه بروز خشکسالی کمیتی است جغرافیایی که مقدار ان علاوه بر اینکه از محلی به محل دیگر متفاوت است , به دوه زمانی انتخابی نیز بستگی دارد . (غیور و مسعودیان , 1376) . این تعریف اقلیمی بسیار ساده و آسان است و نمی تواند پیچیدگیهای پدیده خشکسالی را کاملاً تبیین کند . با این حال تعریف یاد شده بر ان اصل شهودی استوار است که زیوندگان (گیاهان , جانوران , انسانها ) هر محل با میانگین بارش دریافتی محل سازگاری یافته اند , هر گاه مفدار بارش از حد متوسط کمتر شود اختلالی در حیات آنها پدید خواهد آمد و هر چه مقدار کاهش نسبت به میانگین بیشتر باشد , اختلال بیشتری ایجاد خواهد شد .

به این ترتیب تعریف کلی خشکسالی هواشناسی را می توان کاهش بارندگی از مقدار مشخص یعنی میانگین درازمدت تعریف کرد .

ب) خشکسالی هیدرولوژیکی

این تعریف توسط هیدرولوگها بیان می شود و عبارت است از دوره ای که در آن جریان آب رودخانه ها یا مخازن آب زیرزمینی و سطحی از یک حد بحرانی کمتر بشود . یوجویچ براساس تئوری Runtest تعریف خاصی را برای خشکسالی ها و ترسالیهای هیدرولوژیک قائل شده است که در آن مجموعه ای ممتدی از متغیرها (دبی رودخانه یا بارش) به ترتیب مقادیری پایین تر و یا بالاتر از یک حد آستانه قرار دارند . (علیزاده , 1376)

این نوع خشکسالی در ارتباط با اثرات کمبود دوره های بارندگی بر روی ذخیره آبهای سطحی و زیرزمینی (از جمله جریان رود , مخازن آب , سطوح آب دریاچه ها) می باشد . این نوع خشکسالی مدت طولانی تری از کاهش بارندگی را در بردارد که در اجرای سیستم هیدرولوژیکی از جمله رطوبت خاک , جریان رودخانه ها و سطح مخازن آبی دیده می شود . (NDMC2000)

ج) خشکسالی کشاورزی

برای متخصصان کشاورزی , معیار بروز خشکسالی کاهش چشمگیر تولید محصولات کشاورزی است (غیور و مسعودیان , 1376) در شاخص های خشکسالی کشاورزی بیشتر به مقدار تأثیر پذیری گیاهان نسبت به کمبود غیرمعمول رطوبت خاک توجه می شود که این کمبود رطوبت ممکن است ناشی از کاهش غیر عادی رطوبت خاک یانیاز گیاه به صورت غیر معمول باشد (کمالی و نیکزاد , 1368) . ریچارد و همکارانش زمانی خشکسالی را تحقق یافته می دانند که رطوبت موجود در محیط ریشه گیاه به حد پژمردگی و یا زیر آن نزول کند . این نوع خشکسالی که با توجه به گونه گیاهی و منطقه مورد مطالعه تغییرات زیادی را نشان می دهد (فرج زاده اصل , 1374)

محققین اتحاد جماهیر شوروی سابق نیز مدتهای طولانی از اهیت تبخیر در ارزیابی ذخیره اب خاک آگاه بودند . اندازه گیری شاخص خشکسالی مورد استفاده کولیک (1958) , براساس اختلاف آب مورد نیاز گیاه و آب موجود در خاک است . نیاز آبی گیاه به شرایط هواشناختی , ویژگی های زیست شناختی, مراحل رشد و موجودی مواد غذایی خاک بستگ دارد . عامل دیگر مورد نظر کولیک , سطح تکنیک کشارزی است . به آسانی می توان نشان داد که کلیه کاهشهای محصول ناشی از خشکسالی نیستند .

خشکسالی لایه فوقانی خاک در طی دوره زمانی رشد گیاه شاخص مهمی در تعین شدت خشکسالی است ، زیرا قعایت ریشه ذخیره مواد غذایی و فعالیتهای سودمند در این لایه بیشتر است .

د) خشکسالی اقتصادی

برخی محققین از خشکسالی اقتصادی بعنوان خشکسالی قحطسالی نیز نام برده اند.

شدیدترین و زیانبارترین نوع خشکسالی ، خشکسالی قحطسالی است که با تلفات انسانی و مالی محسوس همراه می باشد که معمولا به دنبال خشکسالی های دیگر ظاهر می شود اگر در سالی یا چندین سال میزان برداشت محصول کمتر از حد معمول باشد، خشکسالی توام با قحطی یا خشکسالی قحط سالی  می نامند(عزیزی 1379). حالت افراطی و شدید خشکسالی اکولوژیکی خشکسالی قحط سالی است که در آن مواد غذائی و آب پایین وبدست آوردن آنها مشکل و بسیار کمیاب می باشند.(دریاباری، سید جمال الدین – 1385-)

- ويژگيهاي خشكسالي

- شدت خشكسالي

چنانچه قبلاٌ ذكر شد هر قدر ميزان كمبود بارندگي نسبت به شرايط بارندگي كم باشد به همان اندازه ميزان تأثير خشكسالي بيشتر نمود عيني پيدا مي كند. علاوه بر اين ميزان استمرار حالت خشكسالي در يك منطقه نيز گوياي شدت خشكسالي در همان منطقه است . يعني در شرايطي كه خشكسالي تنها براييك ماه استمرار داشته باشد احتمال دارد بارش ماه بعد ، ميزان كمبود ماه مزبور را جبران نمايد ، ولي اگر ماه بعدي نيز نسبت به شرايط طبيعي كمبو داشته باشد ، به مراتب در شدت بخشيدن حالت خشكسالي مؤثر خواهد بود. همچنانكه در شكل ديده مي شود ميزان كاستي در متغير مورد مطالعه و همچنين با زمان استمرار آن بيانگر شدت خشكسالي است. به همين منظور براي مشخص ساختن اين عامل در مطالعه خشكسالي ، محققان با استفاده از شاخص هاي مختلف سعي مي كنند درجه ناهنجاري منفي متغير مورد مطالعه را نيز مد نظر قرار دهند.

-  فراواني خشكسالي

فراواني خشكسالي نيز از اهم ويژگيهاي مورد مطالعه در بررسي يك منطقه بشمار مي آيد كه مي تواند در مقياس هاي مختلف زماني (براي مثال سالانه ، ماهانه و فصلي) محاسبه شود. با توجه به وجود شدتهاي مختلف خشكسالي بررسي فراوانيها مي تواند براي هر يك از آنها به تفكيك صورت گيرد.

محاسبه توزيع فراواني در شدت هاي مختلف مي تواند در ارزيابي قابليت منطقه مورد مطالعه نسبت به شدتهاي  مختلف خشكسالي كاربرد داشته باشد . اين محاسبه مي تواند از طريق توابع توزيع احتمال فراواني براي بررسي احتمال و يا دوره هاي برگشت خشكسالي براي پيش بينيهاي آتي مورد استفاده قرار گيرد.

- وسعت منطقه خشكسالي

رخداد خشكسالي مي تواند در منطقه اي با وسعت چند صد كيلومتر اتفاق افتد ولي امكان دارد شدت دوره تداوم آن در برابر منطقه يكسان نباشد. خشكسالي قاره اي كه خصوصاً در مناطق خشك اتفاق مي افتد در ناحيه وسيعي كه صدها بلكه هزاران كيلومتر مربع را مي پوشاند گسترش پيدا مي كند. ، (به نظر محققان استراليايي ، احتمال دارد اين پديده نيمي از استراليا را در طي 50 سال آينده فراگيرد (س.ه‌ ج 1975 ، 34) در رابطه با وسعت خشكسالي يوجيح (1975) بر اساس تحقيقات خود خواص منطقه اي خشكسالي را به شرح زير فهرست نموده است :

الف)پوشش منطقه اي با شرايط متوسط قاره اي كه تا 5 تا 15 ميليون كيلومتر مربع را فرا مي گيرد.

ب) در نتيجه خشكساليهاي بزرگ ، وسعت آن فراتر از پوشش منطقه اي مي گردد.

ج) انتظار مي رود شكل منطقه اي تحت تأثير بوسيله يك خشكسالي ، بيشتر به يك لوزي شبيه باشد تا به يك دايره ، در رابطه با وسعت خشكسالي اتفاق افتاده است.

- ويژگي هاي فضايي و زماني خشكسالي

- آغاز و خاتمه خشكسالي

به طور كلي تشخيص زمان آغاز و خاتمه خشكسالي مسله بسيار مشكلي است.اصولاً زمان آغاز خشكسالي عمدتاً به تعريف مورد استفاده وابسته است.

بديهي است كه اين زمان با توقف آخرين بارش مفيد آغاز نمي شود بلكه ممكن است تا زمان اتمام ذخيره  رطوبت خاك به طول انجامد اين حالت نيز بارش ها هر چند اندك ، پيچيدگي خاصي پيدا مي كنند ، بنابراين مي توان گفت زمان آغاز خشكسالي ، زماني است كه ذخيره رطوبتي چه در محيط خاك ( خشكسالي كشاورزي) و چه در مخازن آبي (خشكسالي هيدرولوژيك) خاتمه يافته باشد.

انتهاي خشكسالي نيز كه مسئله قابل توجهي محسوب مي شود زماني است كه نزول باران ، رطوبت مورد نياز خاك را تأمين نمايد. در هيدرولوژي زمانيكه جريان رودخانه مجدداً برقرار مي شود و مخازن زير زميني تغذيه مجدد مي شوند زمان پايان خشكسالي در نظر گرفته مي شود. زمان آغاز تا پايان خشكسالي كه به عنوان دوره تداوم خشكسالي مفروض وانده مي شود يكي از ويژگي هاي اساسي محسوب مي گردد. مقياس زماني دوره تداوم يك خشكسالي مي تواند از دوره و ماه تا سال تفاوت مي كند. هرقدر دوره تداوم خشكسالي طولاني تر شود ميزان ذخاير آب منطقه ، تحت خطر جدي قرار گرفته و به همين جهت مي تواند شدت خشكسالي رخداده را افزايش دهد.

- علل وقوع خشكسالي

بي شك رخداد خشكسالي در يك منطقه همانند ساير پديده هاي آب و هوايي در نتيجه تغييرات و تحولات اب و هوايي ناشي از گردش عمومي اتمسفر مي باشد وقوع خشكسالي هر چند كه مي تواند ناشي از عوامل محلي باشد ولي عمدتاً به دليل روابطي بين بخش هايي از گردش عمومي اتمسفر است كه از آن جمله مي توان به موارد ذيل اشاره كرد :

فرونشيني هوا

نقش سلول هاي پرفشار

ارتباط بين ناهنجاريهاي فشار

نقش دماي سطح دريا در ايجاد و تداوم هسته هاي پرفشار

موج هاي بلند درياهاي غربي