مهدی محمدی قلعه نی

هدف از پایان‌نامه حاضر، مقایسه مشخصات خشکسالی کشاورزی در اقلیم‌های مختلف ایران می‌باشد. در این راستا داده‌های روزانه 100 ایستگاه سینوپتیک برای متغیرهای بارش، دما و تبخیرتعرق پتانسیل طی سالهای 2019- 1987، و داده‌های سه-ساعته 20 ایستگاه هواشناسی کشاورزی رطوبت خاک در اعماق مختلف طی سال‌های 2014- 2021 به منظور داده‌های اندازه‌گیری شده برای محاسبه‌ی شاخص‌های خشکسالی کشاورزی مورد استفاده قرار گرفته اند. از طرف دیگر داده‌های بازتحلیل شده‌ی جهانی برای متغیرهای بارش، دما، تبخیروتعرق پتانسیل، رطوبت خاک و وضعیت گیاهی با مقیاس زمانی ماهانه در 7 پایگاه جهانی شامل ERA5، CRU، MERRA2، GLDAS، GLEAM، TERRA و NOAA STAR با تفکیک مکانی 5/0 در 5/0 درجه طی سال‌های 2019- 1987 نیز مورد استفاده قرار گرفته است. در مرحله‌ی اول تحقیق، دقت داده‌های پایگاه‌های جهانی در دو حالت تک‌پایگاه و ترکیب پایگاه‌ها برای چهار متغیر بارش، دما، تبخیروتعرق پتانسیل و رطوبت خاک با استفاده از معیارهای آماری شامل ضریب همبستگی (R) و ضریب تبیین (R2)، میانگین قدرمطلق خطا (MAE) و میانگین اریبی خطا (MBE)، ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) و نرمال‌شده‌ی آن (NRMSE) مورد ارزیابی قرار گرفته است. در مرحله‌ی بعدی با استفاده از پنج روش مختلف انتخاب ویژگی شامل روش‌های PCA، ReliefF، MRMR، NCA و OOA از بین 25 شاخص وضعیت تک‌متغیره در مقیاس زمانی‌های مختلف، 5 شاخص برتر به عنوان ورودی مدل رگرسیون بردار پشتیبان (SVR) به منظور پیش‌بینی شاخص خشکسالی کشاورزی در اقلیم‌های مختلف ایران انتخاب شد. در مرحله‌ی انتهایی پایان‌نامه حاضر، چهار مشخصه‌ی اصلی خشکسالی کشاورزی (شامل، تعداد رخداد، فراوانی، مدت و شدت خشکسالی) در اقلیم‌های مختلف ایران برای شاخص‌های هدف (SPEI-3 و SPEI-6)، شاخص‌های وضعیت ترکیبی (VHI، SDCI، MIDI و IDMI) و شاخص‌های مدل‌سازی شده محاسبه و با یکدیگر مقایسه شده است. نتایج بخش ارزیابی دقت پایگاه‌ها حاکی از دقت بیشتر پایگاه ERA5 برای متغیر بارش و دما، پایگاه CRU برای متغیر تبخیروتعرق پتانسیل و پایگاه GLEAM برای متغیر رطوبت خاک در اقلیم‌های مختلف ایران دارد. همچنین ترکیب سری زمانی پایگاه‌ها (SMT) دارای بیشترین دقت برای تمامی متغیرها بوده و حاکی از افزایش قابل توجه دقت داده‌های حاصل از ترکیب پایگاه‌ها در مقایسه با دقت تک پایگاه‌ها می‌باشد. نتایج بخش انتخاب ویژگی حاکی از انتخاب بیشتر شاخص PCI و اهمیت نسبی بیشتر این شاخص در پیش‌بینی خشکسالی کشاورزی نسبت به سایر شاخص‌های وضعیت تک‌متغیره در اقلیم‌های مختلف ایران دارد. همچنین نتایج دقت روش‌های مختلف انتخاب ویژگی بیانگر دقت بیشتر روش ReliefF نسبت به سایر روش‌های انتخاب ویژگی در مدل‌سازی خشکسالی کشاورزی است. مشخصات خشکسالی کشاورزی حاکی از رخداد خشکسالی طی سال‌های 2017 و 2018 در اقلیم‌های مختلف ایران به خصوص اقلیم خشک ونیمه‌خشک با 5 رخداد و میانگین مدت 12 ماهه خشکسالی در اقلیم مرطوب ایران می‌باشد.