اثر الگوی کلان مقیاس جوی - اقیانوسی انسو بر آبدهی دبی کشکان‌رود

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار اقلیم‌شناسی دانشگاه لرستان، لرستان، ایران

2 استادیار اقلیم‌شناسی دانشگاه خوارزمی تهران، ایران.

3 دانشجوی دکتری اقلیم‌شناسی دانشگاه خوارزمی تهران، تهران، ایران

4 دانشجوی دکتری اقلیم‌شناسی دانشگاه لرستان، لرستان، ایران

چکیده

این پژوهش با هدف بررسی تأثیر الگوی جوی - اقیانوسی انسو، به عنوان یک عامل تأثیرگذار در شرایط هیدرولوژیکی کـشکان‌رود به انجام رسـیده است. در این راستا ابـتدا داده‌های مربوط بـه الگوی نوسان جـنوبی از سایت دانشگاه East Angelia بـرای دوره­ی  آماری 1984 تا 2010 و داده‌های مربوط به دبی سالانه­ی  کشکان‌رود نیز از منابع زیربـط گردآوری شـد. سپس با اسـتفاده از تـحلیل همبستگی پیرسون در سـطح حداقل معنی‌داری 99/0درصد (p_value=0.01) ارتباط داده‌های مذکور، به صورت ماهانه و سالانه تحلیل گردید. همچنین برای ارزیابی اثر فازهای سرد و گرم این الگوی کلان مقیاس جوی، داده‌های دبی سالانه بر اساس فازهای مذکور ماهانه تفکیک شده و با اجرای آزمون t_studen دو طرفه­ی مستقل، معنی‌دار بودن تفاوت داده‌های دبی سالانه در فاز‌های گرم و سرد انسو، بررسی شد. در نهایت با استفاده از تحلیل نقشه‌های سینوپتیک، علت و رابطه­ی جوّی بین داه‌ها، مورد واکاوی قرار گرفت. نتایج گویای همبستگی قوی و معنی‌دار دبی کشکان رود در طی سه ماه اکتبر، نوامبر و دسامبر با شاخص انسو می‌باشد. همچنین نتایج حاصل از تحلیل نقشه‌های سینوپتیک نشان­دهنده­ی افزایش حدود 26 درصد بارش‌های پاییزه­ی  حوضه­ی  کشکان‌رود در سال‌های با حاکمیت فاز گرم انسو (ال نینو)، نسبت به بلندمدت است. ولی در طی فاز سرد (لانینا)، بارش‌های پاییزه در منطقه­ی مورد مطالعه حدود 5/10 درصد کمتر از حالت نرمال بوده است. اجرای آزمون t مستقل دوطرفه بر روی دبی سالانه نشان داد که طی سال‌های همراه با فاز گرم انسو، متوسط دبی سالانه­ی کشکان‌رود 35 درصد بالاتر از سال‌هایی است که فاز سرد انسو یعنی لانینا حاکم بوده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The Effect of ENSO Large Scale Atmospheric- oceanic Pattern on Kashkan River Discharge

نویسندگان [English]

  • Behroz Nasiri 1
  • Mohammd Hosain Naserzadeh 2
  • Meysam Toulabi Nejad 3
  • Zahra Zaree Chaghabalaki 4
چکیده [English]

Behroz Nasiri[1]
Mohammad Hosaien Naserzadeh[2]
Meysam Toulabi Nejad[3]*
Zahra Zareei Chaghabalaki[4]
 
Abstract
The current study investigates the effect of ENSO atmospheric-oceanic pattern as an effective factor in hydrological conditions of Kashkan River. To do so, the related data of Southern Oscillation patterns using East Angelina university website was gathered, and the statistics period of 1984-2010 was considered. The related data of Kashkan’s annual discharge was also collected using related references. Pearson coefficient analysis was used in order to analyze the monthly and annually data, with at least (p_value=0.01) 0.99% significant level. For assessing the effect of cold and warm phases of this macro-scale weather pattern, discharge’s annual data based on the mentioned monthly phases was considered and Independent two-tail t-test was run. Applying this test, the meaningfulness of differences among discharge’s annual data in cold and warm phases was investigated. Finally, the cause and atmospheric relationship between data was analyzed using Synoptic map analysis. The results show that Kashkan River’s discharge has a meaningful significant coefficient with ENSO index in October, November and December. Also the result of synoptic map analysis shows that in years with warm phase of ENSO (El-nino), autumn raining around Kashkan River increased about 26 percent over the long term. But in the cold phase autumn raining in that area had been about 10.5 percent less than the normal amount. Running the Independent two tail t-test on the annual discharge shows that in the years with warm phase of ENSO, the average amount of Kashkan River’s annual discharge has been 35 percent more than the years with cold phase of ENSO.



[1]- Assistant Professor in Climatology, the University of Lorestan


[2]- Assistant Professor in Climatology, the University of Lorestan..


[3]- Ph.D Student in Urban Climatology , University of Kharazmi (Corresponding author),
    Email:meysam.toulabi@gmail.com  .


[4]- Ph.D Student  in Climatology ,the University of Loresta.
 
 
 
 
 
 
 
 
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Southern Oscillation Index
  • Discharge
  • El Nino
  • La Nina
  • Kashkan River

مقدمه

تغییرات فصلی اقلیم کره­ی زمین تحت تأثیر تغییرات الگوهـای بزرگ مقیاس گردش جوی­- اقیانوسی هستند. پدیده­ی انسو یکی از مهمترین عوامل تغییردهنده­ی اقلیم در مقیاس جهانی است که با به وجود آوردن پدیده­های النینو و لانینا تغییراتـی را در اقلـیم مخـصوصاً توزیـع زمانی مکانی بارش به وجود می­آورد (قویدل رحیمی، 1383: 71). پدیده­ی  انسو[1] مهم­ترین بر هم‎کنش پیچیده­ی  اقیانوس و جو است و از ترکیب دو واژه ال نینو (ELnino) و نوسان جنوبی (Southern Oscillation‌) گرفته شده که ال نینو مؤلفه اقیانوسی و نوسان جنوبی مؤلفه­ی  اتمسفری این پدیده است و سبب تغییرات اقلیمی جهانی در مقیاس بین سالانه[2] می‌شود (بیرتزاوغلو و همکاران[3]، 2011: 338). این پدیده با گرم و سرد شدن دمای سطح آب (النینو) و تغییرات فشار سطح دریا (نوسان جنوبی) در امتداد شرقی و غربی اقیانوس آرام استوایی (که کانون اصلی پدیده انسو است) در ارتباط است و کم و بیش بر آب و هوای جهان تأثیر‌ می‌گذارد (ساریکواتس[4]، 1999: 120). فاز گرم انسو را النینو و فاز سرد آن را لانینا گویند. انسو این توانایی را دارد که تغییرات دمایی و بارشی قابل ملاحظه‌ای را در نواحی بسیار دورتر از کانون فعالیت خود، بر آب و هوای منطقه تحمیل نماید. تغییرات آب و هوایی ناشی از انسو بعد از تغییرات اقلیمی فصلی (جابجایی فصول اقلیمی هر منطقه) مهم­ترین تغییرات آب و هوایی درون سالی در هر منطقه به حساب می‌آیند (بروما[5]، 1997: 210).

پدیده­ی انسو به عنوان یکی‌ از سازوکارهای اصلی تغییرات درون سالی آب و هوای مناطق مختلف زمین، با ایجاد ناهنجارهای آب و هوایی به طور قابل توجهی در مناطق مختلف تأثیرگذار است (ناظم­السادات، 1387: 265). لذا محققان متعددی کوشیده‌اند تا با تبیین ارتباط بین دبی سالانه در مقیاس‌های زمانی مختلف و پدیده­ی جوی- اقیانوسی انسو، بتوانند سیستمی پیش هشدار مبتنی بر این سیگنال اقلیمی برای دبی­های حداقلی ارائه بدهند تا بر اساس آن دوره‌های زمانی با میزان حداقل قابل پیش‌بینی و برنامه‌ریزی باشد. از این مطالعات می‌توان به تحقیق هایدای و همکاران (2000) درباره­ی نفوذ شاخص نوسان اطلس شمالی در دو رودخانه­ی دجله و فرات اشاره کرد. نتایج مطالعه­ی آنها نشان داد که به طور کلی شرایط بارش و دمای زمستانه در ترکیه (دسامبر تا مارس) تحت تأثیر تغییرات درون سالی آب و هوایی بر روی رودخانه­ی دجله و فرات به عنوان یک منبع تأمین­کننده­ی آب در مناطق ترکیه، سوریه و عراق است و این تغییرات با شاخص NAO و اقیانوس اطلس در ارتباط است؛ همانطور که بررسی‌های انجام شده بر روی سری‌های زمانی بارش و دمای ترکـیه ارتباط روند کاهشی در طول دهه­ی 1980 با فاز مثبت شـاخص NAO در آن زمان را تأیید می­کند. کارآموز و زهرایی (2004)، با استفاده از سیگنال‌های بزرگ مقیاس اقلیمی و بیلان برفی، جریان­های فصلی مربوط به رودخانه­ی سالت[6] مربوط به ایالت آریزونا را پیش­بینی کردند. نتایج تحقیق آنها نشان داد که ارتباط تنگاتنگی بین سیگنال­هـای بـزرگ مقیـاس اقلیمی و سطح پوشش برف و جریان رودخانه در این حوضه وجود دارد. توین و همکاران[7] (2005)، در تحقیقی با عنوان اثر ال نینو - نوسان جنوبی در تعادل آب و جریان در حوضه­ی رودخانه­ی می سی سی پی، نتیجه گرفتند که در هنگام رخداد پدیده­ی  انسو ناهنجاری­های قابل توجهی در داخل حوضه­ی می سی سی پی رخ داده است؛ اما این الگوهای هیدرولوژیکی با فصل، محل و فاز ENSO متفاوت می­باشند. آبتیو و همکاران[8] (2009)، ارتباط ال نینو- نوسانات جنوبی با هیدرولوژی حوضه­ی رودخانه­ی نیل آبی را بررسی و به این نتیجه رسیدند که بارش و جریان بالا در لانینا و سال­های خشک در ال نینو رخ می­دهد. قحطی بزرگ اتیوپی 1888-1892 مربوط به یکی از قوی­ترین سال­های ال نینو بوده است. ماسی و همکاران[9] (2011)، نشان دادند که جریان رودخانه­ی سن[10] طی دوره 1950 تا 2008 از روند افزایشی معنی­داری برخوردار بوده است. با مقایسه میان تغییرات شاخص نوسان اطلس شمالی (NAO) و ناهنجاری­های جریان سالانه­ی سن[11] و تشخیص روند بسیار مشابه NAO و جریان سالانه نتیجه گرفتند که میان NAO و فرآیند آب‌شناختى این منطقه رابطه­ی احتمالی وجود دارد و تأثیر علایم NAO بر دبی رودخانه­ی سن قوی است. اوکونکو[12] و همکاران (2014)، با بررسی تغییرات سطح اساس دریاچه­ی چاد به این نتیجه رسیدند که تنها 31 درصد از تغییرات سطح اساس مربوط به پدیده­ی انسو است. وارد[13] و همکاران (2014) با بررسی حساسیت­پذیری سیل­های سالانه در مقیاس جهانی دریافتند، در مناطقی که هر ساله درگیر سیل­اند، این سیل­ها با لانینا تشدید و در مواقع ال نینو کاهش پیدا می­کنند؛ یعنی در مواقع شاخص مثبت ENSO سیل در این مناطق 3 برابر بیشتر از حالت عادی اتفاق می­افتد.

در ایران نیز تحقیقاتی در این زمینه به صورت موردی صورت پذیرفته که چند نمونه از آنها در ادامه ذکر شده است:

قربانی­زاده خرازی و همکاران (1385)، ارتباط بین پدیده­ی انسو، بارش، سطح برف و دما با دبی متوسط رودخانه­ی کارون در ایستگاه هیدرومتری پل شالو در حوضه­ی  کارون را بررسی نموده و دریافتند ارتباط بین شاخص انسو و دما با دبی متوسط رودخانه معنی­دار نیست؛ اما ارتباط بین سطح پوشیده از برف و بارش با دبی متوسط رودخانه معنی­دار و منطقی است. حق نگهدار و همکاران (1386)، نیز در تحقیقی دیگر با بررسی تأثیر پدیده­ی ENSO بر احتمال، بزرگی و شدت وقوع AMF (احتمال × بزرگی) در دوره­ی اسفند - فروردین، به عنوان مهم­ترین دوره­ی  وقوع AMF به این نتیجه رسیدند که با وقوع پدیده­ی ال نینو در حوضه­های دز و کارون برای ماه­های اسفند و فروردین، احتمال وقوع مقادیر AMF بیشتر از متوسط حالت خنثی وجود دارد. این امر در مورد پدیده­ی لانینا برعکس است. همچنین، شدت تغییرات AMF در حالت ال نینو بیش از لانینا است. حیدری و همکاران (1388)، تأثیر انسو بر میزان آبدهی چهار رودخانه­ی استان آذربایجان غربی شامل نازلوچای، سیمینه­رود، مهابادچای و زاب کوچک طی دوره­ی  آماری 1950 تا 2000 را مطالعه نمودند. نتایج نشان داد وقوع پدیده­ی النینو و لانینا در 70 درصد موارد به ترتیب باعث افزایش و کاهش میانه­ی دبی رودخانه­ها می­شود. همچنین احتمال وقوع خشکسالی هیدرولوژیکی در دوران النینو کمتر و در دوران لانینا بیشتر از دوران پایه است. انصاری (1390)، با بررسی اثر نوسانات اقلیمی بر تغییرات دبی رودخانه­ی  کاجو و اثرات آن بر کشاورزی منطقه باهوکلات در استان سیستان و بلوچستان به این نتیجه رسید که رابطه­ی  معناداری بین نوسانات عناصر اقلیمی و دبی رودخانه وجود داشته است. رابطه­ی  بین دبی و کشاورزی (سطح زیر کشت و تولید سالانه) نیز رابطه­ی  معناداری است. بین نوسانات عناصر اقلیمی و کشاورزی (سطح زیر کشت و تولید سالانه) هیچ­گونه رابطه‌ای وجود ندارد. فتاحی و همکاران (1391)، جریان رودخانه­های کارون شمالی را با استفاده از شبکه­ی عصبی مصنوعی پیش­بینی کردند. نتایج تحقیق نشان داد که سیگنال­های ENSO در ناحیه NINO2 و NINO3 به عنوان موثرترین سیگنال بر تغییرات جریان رودخانه­های ارمند و بازفت هستند و برای پیش آگاهی از وضعیت دبی رودخانه­های کارون شمالی می­توان از سیگنال­های فوق استفاده کرد. یزدانی و همکاران (1392)، با بررسی تأثیر پدیده­ی  انسو بر آبدهی رودخانه­های شهرستان ساوه نتیجه گرفتند که وقوع پدیده­ی النینو و لانینا در ۷۰ درصد موارد به ترتیب باعث افزایش و کاهش میانه دبی رودخانه­ها می­شود. همچنین احتمال وقوع خشکسالی هـیدرولوژیکی در دوران ال نینو کمتر و در دوران لانینا بیشتر از دوران پایه مـی­باشد. خداقلی و همکاران (1392)، با بررسی ارتباط شاخص­های پیوند از دور SOI و NAO با خشکسالی حوضه­ی آبـخیز زاینده­رود نتیجه گرفـتند که بارندگی ایستگاه­های میمه، فریدن، فریدون­شهر، داران، چادگان و کوهرنگ همبستگی منفی معنی­داری با علایم SOI دارد، در حالی که ایستگاه­های شهرضا و فریدون­شهر همبستگی منفی معنی­داری با علایم NAO دارند.

با توجه به مطالب ذکر شده، یکی از سؤال­هایی که عموماً توسط دست­اندرکاران مسائل آب و هواشناسی مطرح می­شود این است که آیا این پدیده در کشور ما و در مقیاس کوچک­تر در سطح یک حوضه­ی آبخیز اثراتی دارد یا نه؟ آیا می‌توان ارتباطی بین پدیده­ی  انسو و تغییرات معنی­دار جریانات سطحی رودخانه­ها پیدا کرد؟ با هدف رسیدن به پاسخ چنین پرسش­هایی مطالعه­ی حاضر انجام گرفت تا در حد امکانات و اطلاعات آماری موجود به بررسی اثر انسو و ارتباط آن با آبدهی رودخانه­ی کشکان پرداخته شود.

مواد و روش­ها

موقعیت جغرافیایی منطقه­ی  مورد مطالعه

منطقه­ی  مورد مطالعه­ی  ما حوضه­ی  آبخیز کشکان از زیرحوضه­های آبریز کرخه است که از طول جغرافیایی ¢10 °47 تا 49 درجه­ی شرقی و از عرض جغرافیایی ¢2 °33 تا ¢3 °34 درجه­ی شمالی گسترده شده است. این حوضه بیش از یک سوم خاک استان لرستان یعنی حدود 9560 کیلومتر مربع را در بر می‌گیرد که شهرستان‌های خرم‌آباد، کوهدشت، الشتر و پلدختر داخل آن قرار دارند (سازمان آب منطقه­ای استان لرستان، 1390). با توجه به اینکه حوضه­ی مورد مطالعه در منطقه­ی  زاگرس واقع شده است، توپوگرافیِ کوهستانی و پرشیب دارد. بنابراین با وجود ارتفاعات، بارندگی­ها به سرعت به جریانات سطحی تبدیل شده و بر حجم رواناب­ها افزوده شده و در پی آن سیلاب­های خطرناکی در این حوضه به راه می­افتد (کرمی و همکاران، 1389: 101). این رودخانه در 25 کیلومتری جنوب شهر پلدختر در محل پل گاومیشان با رودخانه­ی سیمره تلاقی پیدا کرده و رودخانه­ی کرخه را تشکیل می­دهند. سرشاخه‌های آن در تأمین آب کشاورزی شهرستان‌های الشتر، خرم‌آباد و پلدختر نقش بسیار مهمی دارد؛ به طوری که حدود 82 درصد از اراضی کشاورزی شهرستان پلدختر، توسط رودخانه­ی کشکان تأمین می‌شود (ناصرزاده و طولابی­نژاد، 1394: 121).

جدول (1) مشخصات ایستگاه هیدرومتری کشکان پلدختر

ایستگاه

رود

طولجغرافیایی

عرضجغرافیایی

ارتفاعایستگاه

مساحتحوضه (Km2)

کشکان پلدختر

کشکان

43/47

9/33

650

9560

 

شکل (1) موقعیت جغرافیایی حوضه­ی  کشکان­رود

در این تحقیق از دو دسته داده شامل داده‌های مربوط به دبی سالانه­ی کشکان­رود و داده‌های مربوط به الگوی پیوند از دور نوسان جنوبی استفاده شده است. داده­های دبی کشکان­رود در بازه­ی زمانی 27 ساله از سال 1984 تا 2010 در ایستگاه هیدرومتری کشکان پلدختر از سازمان آب منطقه­ای استان لرستان اخذ گردید. همچنین داده‌های مربوط به شاخص نوسان جنوبی شامل فشار سطح دریا (SLP)[14] در دو ایستگاه تاهیتی و داروین از تارنمای دانشگاه East Angelia اخذ گردید[15]. در این مرکز از روش روپسکی و جونز[16] برای محاسبه­ی شاخص SOI استفاده شده است.

شاخص نوسان جنوبی عبارت است از اختلاف فشار سطح دریا بین دو ایستگاه تاهیتی واقع در شرق اقیانوس آرام جنوبی و جزایر داروین در شمال استرالیا واقع در غرب اقیانوس آرام که از رابطه­ی زیر به دست می‌آید:

رابطه­ی (1)  

شاخص نوسان جنوبی SOI ، که شاخص نوسان جنوبی و ST و SD به ترتیب عبارتند از: فشار استانـدارد شده سطح دریا در موقـعیت ایستگاه­های تاهیتی و داروین که به صورت زیر محاسبه می­شوند:

رابطه­ی (2)

 رابطه­ی (3)

در روابط فوق SDT و SDD به ترتیب عبارتند از انحراف معیار فشار سطح دریا برای دو ایستگاه تاهیتی و داوروین[17]:       

رابطه­ی (4)

 

رابطه­ی (5)

 
     

    در این روابط N عبارت است از تعداد ماه­های دوره آماری و در نهایت MSD در رابطه­ی (1) نیز عبارت است از انحراف معیار ماهانه­ی دریا بین دو ایستگاه تاهیتی و داروین در بلندمدت.

رابطه­ی (6)

 

در صورتی که مقدار عددی شاخص SOI مثبت باشد، یعنی میزان فشار تاهیتی بالاتر از فشار داروین باشد، فاز سرد یا لانینا حاکم بوده و در صورتی که میزان فشار سطح دریا در موقعیت داروین بالاتر باشد، مقدار عددی شاخص SOI منفی شده و فاز گرم یا النینو حاکم است (علیجانی،141:1391).

برای تحلیل ارتباط بین شاخص نوسان جنوبی به عنوان مهم­ترین عوامل تغییرات آب و هوایی درون سالی (بعد از تغییرات آب‌وهوایی ناشی از جابجایی فصول سال) از تحلیل همبستگی پیرسون در سطح حداقل معنی‌داری، 99/0 (P_value = 0.01) استفاده گردید. در ادامه برای تبیین تفاوت معنی‌داری بین میزان دبی کشکان­رود و سال­های با حاکمیت فاز گرم (النینو) و فاز سرد (لانینا)، ابتدا ماه­های دارای همبستگی معنی‌دار با میزان دبی تفکیک و سپس از آزمون t-student مستقل دوطرفه[18] استفاده شد. همچنین برای مقایسه‌پذیر شدن داده‌های دبی و شاخص انسو از آماره­ی Z استاندارد استفاده گردید. در نهایت، جهت اثبات ارتباط موجود بین داده­ها، نقشه­های آنومالی ارتفاع ژئوپتانسیل تراز 500 (برحسب متر)، بارش ماهانه (برحسب سانتی­متر در ماه) و دمای سطح دریا (برحسب درجه­ی سانتی­گراد)، طی دو فاز مذکور ترسیم شده و بر روی آنها تحلیل انجام گرفت.

 

بحث و نتایج

در شکل (1) مجموع دبی سالانه­ی کشکان­رود، طی دوره­ی آماری 1984 تا 2010 ارائه شده است. همانطور که مشاهده می‌گردد، بالاترین مقدار دبی مربوط به سال 1992 است. میزان دبی ثبت شده در این سال به 94 متر مکعب در ثانیه رسیده است؛ در حالی که در سال 1999 کمترین میزان دبی سالانه­ی ثبت شده‌ برابر 5/20 متر مکعب در ثانیه بوده است.

 

شکل (2) میزان دبی سالانه­ی  کشکان رود بر حسب متر مکعب در ثانیه

جهت تحلیل ارتباط شاخص نوسان جنوبی با دبی کشکان­رود، ابتدا با استفاده از ضریب همبستگی پیرسون، ارتباط دبی کشکان در ایستگاه هیدرومتری پلدختر در بازه­ی زمانی سالانه و ماهانه مورد واکاوی قرار گرفت (جدول 2). همانطور که مشاهده می‌گردد، میزان همبستگی دبی سالانه با تمامی ماه­های سال منفی است. یعنی سال‌هایی که میزان دبی در آنها بالاتر بوده، در واقع سال­هایی بوده‌اند که در آنها فاز گرم (النینو) حاکم بوده است؛ در حالی که در سال­های دارای مقادیر مثبت و بالای شاخص نوسان جنوبی (سال­های همراه با فاز سرد)، دبی سالانه پائین­تر از متوسط سالانه بوده است. بر اساس جدول (2)، میزان همبستگی دبی سالانه­ی کشکان رود با شاخص نوسان جنوبی ماهانه، تنها در سه ماه، اکتبر، نوامبر و دسامبر معنی‌دار قوی است که به ترتیب برابر 57/0- ، 52/0- و 58/0- می‌باشد. در سایر ماه‌ها، همبستگی معنی‌داری بین دبی و شاخص نوسان جنوبی مشاهده نگردید.

جدول (2) میزان همبستگی رخداد سالانه­ی دبی و شاخص ماهانه­ی نوسان جنوبی

Sig

میزان همبستگی

ماه

001/0

-57/0

اکتبر

003/0

-52/0

نوامبر

001/0

-58/0

دسامبر

برای آشکارسازی تفاوت معنی‌دار بین سری زمانی دبی در سال‌های همراه با حاکمیت فاز گرم، نسبت به تعداد رخدادهای سال­های با حاکمیت فاز سرد، از آزمون T-student مستقل دو طرفه استفاده گردید. ابتدا داده‌های مربوط به دبی بر اساس فازهای سرد و گرم ماه­های اکتبر، نوامبر و دسامبر تفکیک شدند (جدول 3). بعد از تفکیک داده‌های دبی سالانه بر اساس فازهای گرم و سرد، آزمون T-student مستقل دو طرفه بر روی دو سری تفکیک شده­ی رخداد سالانه­ی دبی اجرا گردید تا مشخص شود که آیا دبی سالانه­ی کشکان­رود با سال­های حاکمیت فاز گرم یا سرد تفاوت معنی‌داری باهم دارند یا خیر؟ تا بر اساس آن نتیجه گرفت که آیا این تفاوت ناشی از تأثیرگذاری شاخص نوسان جنوبی بوده است یا تفاوت بین آنها ناچیز و ناشی از تصادف بوده است؟

جدول (3) تفکیک رخداد سالانه­ی دبی کشکان­رود طبق فازهای گرم و سرد شاخص نوسان جنوبی در فصل پاییز

ماه دسامبر

ماه نوامبر

ماه اکتبر

فاز سرد

فاز گرم

فاز سرد

فاز گرم

فاز سرد

فاز گرم

میزان دبی سالانه

سال

میزان دبی سالانه

سال

میزان دبی سالانه

سال

میزان دبی سالانه

سال

میزان دبی سالانه

سال

میزان دبی سالانه

سال

2/65

1985

66

1984

66

1984

2/65

1985

3/54

1986

66

1984

4/54

1988

3/54

1986

4/54

1988

3/54

1986

4/54

1988

2/65

1985

8/56

1993

5/76

1987

8/56

1993

5/76

1987

52

1989

5/76

1987

1/51

1996

52

1989

64

1995

52

1989

3/55

1990

7/96

1991

2/25

1998

3/55

1990

2/25

1998

3/55

1990

1/51

1996

94

1992

5/20

1999

7/96

1991

5/20

1999

7/96

1991

2/25

1998

8/56

1993

8/29

2000

94

1992

8/29

2000

94

1992

5/20

1999

3/75

1994

5/37

2003

3/75

1994

9/38

2001

3/75

1994

8/29

2000

64

1995

2/34

2005

64

1995

2/25

2007

1/51

1996

2/34

2005

65

1997

2/25

2007

65

1997

2/27

2008

65

1997

2/25

2007

9/38

2001

2/27

2008

9/38

2001

23

2010

9/29

2002

2/27

2008

9/29

2002

23

2010

9/29

2002

 

 

5/37

2003

23

2010

5/37

2003

 

 

5/37

2004

 

 

5/37

2004

 

 

5/37

2004

 

 

1/41

2006

 

 

2/34

2005

 

 

1/41

2006

 

 

28

2009

 

 

1/41

2006

 

 

28

2009

 

 

 

 

 

 

28

2009

 

 

 

 

شکل­های 2، 3 و 4 بررسی ارتباط سالانه­ی میزان دبی در کشکان­رود و شاخص نوسان جنوبی در ماه­های اکتبر، نوامبر و دسامبر را نشان می­دهد. همانطور که مشاهده می‌گردد، می‌توان ارتباط معکوسی را در هر سه ماه بین دو سری زمانی استاندارد شده (سری زمانی رخدادهای سالانه­ی دبی در کشکان­رود، و سری زمانی مربوط به شاخص نوسان جنوبی) مشاهده کرد. به طوری که در سال­های با میزان دبی پائین­تر از میانگین، مقادیر مثبت شاخص نوسان جنوبی یا فاز سرد (لانینا) حاکم بوده است در حالی که در سال‌های با میزان دبی، بالاتر از میانگین، غالباً مقادیر منفی شاخص نوسان جنوبی یا فاز گرم (النینو) حاکم بوده است. همانطور که نتایج آزمون همبستگی نشان داد، رخداد‌های سالانه­ی دبی کشکان­رود، با شاخص نوسان جنوبی در ماه‌های اکتبر (شکل 3)، نوامبر (شکل 4) و دسامبر (شکل 5)، همبستگی معکوس و معنی‌داری را نشان داد ولی در سایر ماه­ها همبستگی معنی‌داری مشاهده نـگردید. با توجه به اشـکال (3 تا 5) مشخص معلوم می­شود در سال­های با میزان دبی پائین­تر از میانگین، مقادیر مثبت شاخص نوسان جنوبی یا فاز سرد (لانینا) حاکم بوده است. در حالی که در سال‌های با میزان دبی بالاتر از میانگین غالباً مقادیر منفی شاخص نوسان جنوبی یا فاز گرم (النینو) حاکم بوده است. یا به عبارتی، هر زمان که مقدار شاخص انسو از متوسط خود بالاتر بوده، دبی کشکان‌رود بالاتر از متوسط سالانه خود قرار داشته است، و هر سال که مقدار شاخص نوسان جنوبی افزایش داشته، دبی کشکان­رود با کاهش آبدهی مواجه بوده است.

 

شکل (3) ارتباط میزان دبی کشکان­رود و فازهای گرم و سرد شاخص نوسان جنوبی در ماه اکتبر

 

شکل (4) ارتباط میزان دبی کشکان­رود و فازهای گرم و سرد شاخص نوسان جنوبی در ماه نوامبر

 

شکل (5) ارتباط میزان دبی کشکان­رود و فازهای گرم و سرد شاخص نوسان جنوبی در ماه دسامبر

ماه اکتبر

در جدول (4) نتایج اجرای آزمون t-student مستقل دو طرفه روی سری­های میزان دبی تفکیک شده، بر اساس سال‌های حاکمیت فازهای گرم و سرد انسو در ماه اکتبر آمده است. در ماه اکتبر، میزان آماره­ی T محاسباتی برابر 9/8 می‌باشد، و خارج از دامنه T بحرانی که برابر 2± است و مقدار آماره­ی  معنی‌داری آزمون نیز برای ماه اکتبر برابر 0000001/0 می‌باشد، که در سطح اطمینان 99/0 (P_value = 0.01) معنی‌دار است و نشان می­دهد دو سری تفکیک شده از رخدادهای سالانه­ی  دبی که بر اساس فازهای گرم و سرد شاخص نوسان جنوبی ماه اکتبر از هم تفکیک شده­اند، تفاوت معنی‌داری باهم دارند و نمی‌توان تفاوت بین آنها را تصادفی دانست.

جدول (4) نتایج آزمون T استویدنت مستقل دو طرفه در ماه اکتبر

 

T محاسباتی آزمون

T بحرانی دو طرفه

درجه­ی  آزادی

Sig دو طرفه

ماه اکتبر

9/8

25

00000001/0

همان طور که از نقشه­های آنومالی ارتفاع ژئوپتانسیل سطح 500 میلی­بار در ماه اکتبر پیداست، در طول حاکمیت فاز گرم انسو (ال نینو) ارتفاع کف کم­فشار تشکیل شده بر بالای منطقه­ی مورد مطالعه 10 تا 12 متر از حالت عادی کمتر شده است. یعنی کم­فشارتر (کم­ارتفاع­تر) است. در این شرایط واگرایی در سطوح میانی جو تشدید شده و به تشـکیل ابر و تراکم بـخار آب و در نتیجه تشکیل سامانه­های بارشـی با رطوبت بسیار می­انجامد (شکل 6 الف). در نتیجه طی فاز گرم (النینو) بارش در حوضه­ی مورد مطالعه (حوضه­ی  کشکان رود) بین 5/0 تا 5/1 سانتی­متر در ماه (بین 5 تا 15 میلی­متر) افزایش داشته است (شکل 6 ب). ولی در طی فعالیت سال­های فاز سرد، ارتفاع تراز میانی جو 25 متر بالاتر از حالت عادی شده است و جو منطقه پرفشارتر از حالت عادی خود می­باشد. بنابـراین، در طی این شرایط کم­فشار (کم­ارتفاع) ضعیف­تر است و سامانه­ی  بارش­زا نیز تضعیف می­شود (شکل 6 ج). در نتیجه هم­زمان با فعالیت فاز سرد (لانینا) بارش در این حوضه­ی  آبخیز بین 5 تا 10 میلی­متر کمتر از میانگین بلندمدت خود بوده است (شکل 6 د).

بر اساس آمار بلندمدت، دمای سطح دریا در حوالی سواحل غربی آمریکای جنوبی در بلندمدت در ماه اکتبر حداکثر 24 درجه سانتی­گراد است. همانطور که نقشه آنومالی دمای سطح دریا در طی سال­های حاکمیت فاز گرم انسو به خوبی نشان می­دهد، دمای سطح آب در سواحل غربی آمریکای جنوبی حدود 5/3 تا 4 درجه بالاتر از حالت نرمال (شکل 6 ر) و در طول فعالیت فاز سرد، دمای سطح دریا در این سواحل بین 5/1 تا 2 درجه سانتی­گراد سردتر از دمای نرمال خود در بلندمدت رسیده که ارتباط معناداری با میزان بارش منطقه­ی مورد مطالعه نشان می­دهد (شکل 6 ز). یعنی با افزایش دمای سطح آب در سواحل آمریکای جنوبی، مقدار بارش نیز افزایش یافته و با کاهش دمای سطح دریا، بارش نیز روند نزولی داشته که به دنبال آن میزان آبدهی کشکان رود نیز با کاهش مواجه شده است.

 

 

شکل (6 الف) آنومالی ارتفاع ژئو پتانسیل طی فاز گرم در ماه اکتبر (برحسب متر)


 

شکل (6 ب) آنومالی بارش بلند مدت ماهانه طی فاز گرم در ماه اکتبر (برحسب سانتیمتر در ماه)

 

شکل (6 ج) آنومالی ارتفاع ژئو پتانسیل طی فاز سرد در ماه اکتبر (بر حسب متر)

 

شکل (6 د) آنومالی بارش بلند مدت ماهانه طی فاز سرد در ماه اکتبر(برحسب سانتیمتر در ماه)

 

شکل (6 ر) آنومالی دمای سطح دریا طی فاز گرم در ماه اکتبر

 

 

شکل (6 ز) آنومالی دمای سطح دریا طی فاز سرد در ماه اکتبر

ماه نوامبر

طبق نتایج اجرای آزمون t-student مستقل دوطرفه بر روی سری­های میزان دبی تفکیک شده طی سال‌های حاکمیت فازهای گرم و سرد انسو در ماه نوامبر، میزان آماره­ی T محاسباتی برابر 8 است و خارج از دامنه T بحرانی که برابر 2/2± است. مقدار آماره­ی معنی‌داری آزمون نیز برای ماه نوامبر، برابر با 00000001/0 می‌باشد که در سطح اطمینان 99/0 (P_value = 0.01) معنی‌دار است و بیانگر تفاوت معنی‌دار دو سری تفکیک شده از رخدادهای سالانه­ی دبی است که بر اساس فازهای گرم و سرد شاخص نوسان جنوبی ماه نوامبر از هم تفکیک شده­اند و نمی‌توان تفاوت بین آنها را تصادفی دانست.

جدول (5) نتایج آزمون T استیودنت مستقل دو طرفه در ماه نوامبر

 

T محاسباتی آزمون

T بحرانی دو طرفه

درجه­ی  آزادی

Sig دو طرفه

ماه نوامبر

8

2/2±

25

00000001/0

با توجه به نقشه­های آنومالی ارتفاع ژئوپتانسیل تراز 500 میلی­بار در ماه نوامبر، در طول فعالیت فاز گرم انسو (ال نینو)، ارتفاع تراز میانی جو در بالای منطقه­ی مورد مطالعه 25 متر از حالت نرمال خود پایین­تر بوده است. یعنی اتمسفر منطقه­ی مورد مطالعه کم­فشارتر (کم­ارتفاع­تر) از ماه اکتبر بوده است. در نتیجه واگرایی در سطوح میانی جو قوی­تر و جو ناپایدار شده و به تشکیل ابر و تراکم بخار آب و در نتیجه تشکیل سامانه­های بارشی با رطوبت بسیار می­انجامد (شکل 7الف). بنابراین، همراه با فاز گرم (النینو) بارش در حوضه­ی مورد مطالعه نیز بین 2 تا 4 سانتی متر در ماه (بین 20 تا 40 میلی­متر) افزایش داشته است (شکل 7ب). ولی در طی فعالیت سال­های فاز سرد، ارتفاع تراز میانی جو 12 متر بالاتر از حالت عادی شده و جو منطقه پرفشارتر از حالت عادی خود است. بنابراین در طی این شرایط، کم­فشار (کم­ارتفاع) ضعیف­تر و سامانه­ی بارش­زا نیز تضعیف می­شود (شکل 7 ج). در نتیجه همزمان با فعالیت فاز سرد (لانینا) بارش در این حوضه­ی آبخیز بین 10 تا 20 میلی متر کمتر از میانگین بلند مدت خود بوده است (شکل 7 د). در نتیجه رودخانه­ی  کشکان نیز با کاهش دبی مواجه بوده است.

در ماه نوامبر دمای بلندمدت سطح دریا در حوالی سواحل پرو و شیلی حداکثر 22 درجه سانتی­گراد است. با توجه به نقشه­ی  آنومالی SST در این ماه، طی سال­های با حاکمیت فاز گرم انسو، دمای سطح آب در سواحل غربی آمریکای جنوبی حدود 4 تا 5 درجه بالاتر از حالت نرمال (شکل 7 ر) و در طول فعالیت فاز سرد، دمای سطح دریا در این سواحل بین 1 تا 5/1 درجه سانتی­گراد سردتر از دمای نرمال خود در بلندمدت رسیده که نشان­دهنده­ی ارتباط معنادار با میزان بارش منطقه­ی مورد مطالعه است (شکل 7 ز). با افزایش دمای سطح دریا در سواحل شرقی آرام استوایی، مقدار بارش نیز افزایش یافته و با کاهش مقدار SST ، بارش­ها نیز با کاهش شدید مواجه شده­اند.

 

شکل (7 الف) آنومالی ارتفاع ژئو پتانسیل طی فاز گرم در ماه نوامبر(بر حسب متر)

 

شکل ( 7 ب) آنومالی بارش بلند مدت ماهانه طی فاز گرم در ماه نوامبر (برحسب سانتیمتر در ماه)

 

شکل (7 ج) آنومالی ارتفاع ژئو پتانسیل طی فاز سرد در ماه نوامبر (بر حسب متر)

 

 

شکل (7 د) آنومالی بارش بلند مدت ماهانه طی فاز سرد در ماه نوامبر (برحسب سانتیمتر در ماه)

.

شکل ( 7 ر) آنومالی دمای سطح دریا طی فاز گرم در ماه نوامبر

 

 

شکل ( 7 ز) آنومالی دمای سطح دریا طی فاز سرد در ماه نوامبر

ماه دسامبر

در ماه دسامبر شرایط به گونه‌ای است که میزان T محاسبانی آزمون برابر 4/7 می‌باشد. این مقدار مورد محاسبه خارج از دامنه­ی دو طرفه T بحرانی که برابر 1/2± می‌باشد، قرار گرفته است. آماره­ی معنی‌داری نیز برابر با 00000004/0 است و در سطح اطمینان 99/0 تفاوت معنی‌داری بین دو سری تفکیک شده بر اساس فازهای سرد و گرم ماه دسامبر نشان می­دهد.

جدول (6)  نتایج آزمون T استویدنت مستقل دو طرفه در ماه دسامبر

 

T محاسباتی آزمون

T بحرانی دو طرفه

درجه­ی  آزادی

Sig دو طرفه

ماه دسامبر

4/7

1/2±

17

00000004/0

با توجه به نقشه­های آنومالی ارتفاع ژئوپتانسیل تراز 500 هکتوپاسکال طی ماه دسامبر، در مدت فعالیت فاز گرم انسو (ال نینو) ارتفاع ژئوپتانسیل تراز میانی جو در محدوده­ی حوضه­ی کشکان­رود از حالت نرمال خود 25 تا 30 متر پایین­تر بوده است. یعنی اتمسفر منطقه­ی مورد مطالعه کم­فشارتر (کم­ارتفاع­تر) از ماه اکتبر بوده است، در نتیجه سامانه­های بارشی به راحتی وارد منطقه شده و با خود رطوبت بسیار به همراه آورده است و واگرایی نیز در این تراز اتمسفر شدیدتر و فعال­تر شده است (شکل 8 الف). با کاهش ارتفاع تراز میانی جو طی فاز گرم (النینو)، بارش در حوضه­ی مورد مطالعه نیز بین 15 تا 30 میلی­متر (5/1 تا 3 سانتی­متر در ماه) افزایش یافته است (شکل 8 ب). ولی در طی سال­های با حاکمیت فاز سرد، ارتفاع تراز میانی جو 45 متر بیشتر از حالت عادی است. در نتیجه جو منطقه پرفشارتر از حالت عادی خود بوده است. بنابراین با وجود این شرایط، کم­فشار (کم­ارتفاع) ضعیف­تر و جو حالت پایدارتری داشته و سامانه­ی بارش­زا نیز تضعیف می­شوند (شکل 8 ج). با این وجود همزمان با فعالیت فاز سرد (لانینا)، بارش در این حوضه­ی آبخیز بین 5 تا 15 میلی­متر کمتر از حالت نرمال میانگین خود بوده است (شکل 8 د). در نتیجه میزان آبدهی کشکان­رود نیز کاهش یافته است.

در ماه دسامبر دمای بلندمدت سطح دریا در سواحل شرقی اقیانوس آرام استوایی (حوالی سواحل پرو و شیلی) حداکثر 21 درجه سانتی­گراد است. با توجه به نقشه آنومالی SST در این مدت زمان، طی سال­های با حاکمیت فاز گرم انسو، دمای سطح آب در سواحل غربی آمریکای جنوبی حدود 3 درجه بالاتر از حالت نرمال (شکل 8 ر) و در طول حکمیت فاز سرد در این منطقه، دمای سطح دریا بین 5/1 تا 5/2 درجه­ی سانتی­گراد از دمای نرمال خود در بلند مدت کم­تر است که ارتباط معناداری با میزان بارش منطقه­ی مورد مطالعه دارد (شکل 8 ز). با افزایش مقدار SST در سواحل غربی آمریکای جنوبی، مقدار بارش نیز افزایش داشته و با کاهش مقدار SST ، بارش­ها نیز با کاهش شدیدی مواجه شده­اند.

 


شکل (8 الف) آنومالی ارتفاع ژئو پتانسیل طی فاز گرم در ماه دسامبر(بر حسب متر)

 

شکل (8 ب) آنومالی بارش بلند مدت ماهانه طی فاز گرم در ماه دسامبر (برحسب سانتیمتر در ماه)

 

 

شکل (8 ج) آنومالی ارتفاع ژئو پتانسیل طی فاز سرد در ماه دسامبر (بر حسب متر)

 

 

شکل (8 د) آنومالی بارش بلند مدت ماهانه طی فاز سرد در ماه دسامبر (برحسب سانتیمتر در ماه)

 

 

شکل (8 ر) آنومالی دمای سطح دریا طی فاز گرم در ماه دسامبر

 

 

شکل (8 ز) آنومالی دمای سطح دریا طی فاز سرد در ماه دسامبر

نتیجه‌گیری

در این پژوهش ارتباط شاخص جوی-اقیانوسی ENSO با دبی کشکان­رود در غرب ایران مورد بررسی قرار گرفت. نتایج تحقیق گویای آن بود که مقدار دبی سالانه کشکان­رود در سه ماه اکتبر، نوامبر و دسامبر ارتباط معنی‌دار بالایی با شاخص نوسان جنوبی دارند و در سایر ماه‌ها این ارتباط یا ضعیف بوده و یا رابطه­ی  معنی‌داری مشاهده نگردید. مقایسه­ی ضرایب همبستگی و سطح معناداری این دو نوع داده مبین این واقعیت است که بین تغییرات پدیده­ی کلان­مقیاس گردش جوی-اقیانوسی انسو با دبی کشکان­رود در فصل پاییز ارتباط و هم­زمـانی وجـود دارد و تغییـرات مذکور که از طریق شاخص­های فشار سطح اقیانوس آرام دیده­بانی شده­اند، کمابیش موجـب نوسـان­های افزایش در فاز گرم و کاهش در فاز سرد در دبی کشکان­رود می­شوند. با ارزیابی همبستگی بین دبی پاییزه­ی  کشکان­رود و ENSO معلوم گردید که ضرایب همبستگی، ارتباط بین شاخص نوسانات جنوبی و دبی کشکان­رود در فصل پاییز را تأیید می­کند. میزان دبی پاییزه در سه ماه اکتبر، نوامبر و دسامبر (فصل پاییز) بیش از سایر ماه­ها متأثر از ENSO می­باشد. نتایج اجرای آزمون t مستقل دو طرفه بر روی دو سری دبی سالانه­ی  تفکیک شده بر اساس فازهای گرم و سرد انسو در ماه‌های اکتبر، نوامبر و دسامبر گویای آن بود که در این سه ماه، ضرائب همبستگی از سطح اعتماد کافی برخوردار بودند؛ به طوری که وقوع پدیده­ی  النینو و لانینا در 35 درصد موارد طی این دو ماه باعث افزایش متوسط دبی رودخانه­ی  کشکان می­شود. همچنین احتمال وقوع خشکسالی هیدرولوژیکی در دوران النینو کمتر و در دوران لانینا بیشتر از دوران پایه است.

نتایج تحلیل سینوپتیک نقش انسو در دبی کشکان رود گویای آن بود که فاز گرم انسو یعنی النینو، خصوصاً در پائیز برای اکثر نواحی ایران به خصوص غرب کشور افزایش بارش را به همراه داشته و غالب خشکسالی‌های این منطقه، توأم با فاز سرد انسو یعنی لانینا بوده است. بنابر این می‌توان گفت در شرایط فاز گرم انسو یعنی در سال‌هایی که النینو حاکم است، بارش­های پاییزه­­ی حوضه­ی کشکان رود حدود 26 درصد افزایش داشته است که به تبع آن دبی نیز افزایش نشان می­دهد.

ولی در طی حاکمیت فاز سرد انسو (لانینا) بارش­های پاییزه در منطقه­ی  مورد مطالعه حدود 5/10 درصد کمتر از حالت نرمال است. علت افزایش بارش، انتقال پرفـشارهای جنب حاره­ای خاورمیانه بـه عرض­های پـایین­تر و امکـان نفـوذ مـوج بادهای غربی به منطقه­ی مورد مطالعه با شروع فاز گرم انسو است.

نتایج تحقیقات انجام شده در سطح جهان نشان داد که ارتباط تنگاتنگی بین الگوهای گردشی بـزرگ مقیـاس اقلیمی و جریان رودخانه­ها وجود دارد. البته این نقش در مناطق مختلف جهان متفاوت است. به عنوان مثال نقش انسو در قاره­ی آفریقا دقیقاً عکس اثر این پدیده در ایران، اروپا و آمریکا است. در آفریقا آبتیو و همکاران (2009)، با بررسی ارتباط ال نینو - نوسانات جنوبی با هیدرولوژی حوضه­ی رودخانه­ی نیل آبی دریافتند که بارش و جریان بالا در طول لانینا و سال­های خشک در مواقع ال نینو رخ می­دهد. همچنین در قاره­ی آمریکا توین و همکاران (2005)، اثر ال نینو - نوسان جنوبی در تعادل آب و جریان در حوضه­ی  رودخانه­ی می سی سی پی را بررسی و نشان دادند که در طی فاز سرد انسو، میزان دبی این رودخانه با کاهش مواجه شده ولی در طی فاز گرم، دبی روندی افزیشی را تجربه کرده است. تقریباً نتیجه­ی تمامی تحقیقات انجام شده درباره­ی تأثیر نقش انسو در شرایط آب و هوایی ایران، مؤید این نکته است که فاز گرم انسو یعنی النینو، به ویژه در پائیز برای اکثر نواحی ایران افزایش بارش را به همراه داشته و غالب خشکسالی‌های ایران، توأم با فاز سرد انسو یعنی لانینا بوده است. بنابر این می‌توان گفت در شرایط فاز گرم انسو یعنی در سال‌هایی که النینو حاکم است، بارش­های پاییزه­ی ایران افزایش پیدا کرده و تبع آن دبی رودها نیز افزایش می­یابد.

 



[1]- Elnino/Southern Oscillation (ENSO)

[2]- Interannual

[3]- Bezirtzoglou et al,

[4]- Sari Kovats

[6]- Salt

[7]- Twein et al.,

[8]- Abtew et al.,

[9]- Massei et al.,

[10]- Sen River

[11]- Sen

[12]- Okonkwo

[13]- Ward

[14]- Sea Level Pressure(SLP).

[16]- Ropelewski and Jones (1987)

[17]- Standard Deviation Tahiti(SDT) & Standard Deviation Darwin (SDD).

[18]- Two-Tail Independent T-Test

مقدمه

تغییرات فصلی اقلیم کره­ی زمین تحت تأثیر تغییرات الگوهـای بزرگ مقیاس گردش جوی­- اقیانوسی هستند. پدیده­ی انسو یکی از مهمترین عوامل تغییردهنده­ی اقلیم در مقیاس جهانی است که با به وجود آوردن پدیده­های النینو و لانینا تغییراتـی را در اقلـیم مخـصوصاً توزیـع زمانی مکانی بارش به وجود می­آورد (قویدل رحیمی، 1383: 71). پدیده­ی  انسو[1] مهم­ترین بر هم‎کنش پیچیده­ی  اقیانوس و جو است و از ترکیب دو واژه ال نینو (ELnino) و نوسان جنوبی (Southern Oscillation‌) گرفته شده که ال نینو مؤلفه اقیانوسی و نوسان جنوبی مؤلفه­ی  اتمسفری این پدیده است و سبب تغییرات اقلیمی جهانی در مقیاس بین سالانه[2] می‌شود (بیرتزاوغلو و همکاران[3]، 2011: 338). این پدیده با گرم و سرد شدن دمای سطح آب (النینو) و تغییرات فشار سطح دریا (نوسان جنوبی) در امتداد شرقی و غربی اقیانوس آرام استوایی (که کانون اصلی پدیده انسو است) در ارتباط است و کم و بیش بر آب و هوای جهان تأثیر‌ می‌گذارد (ساریکواتس[4]، 1999: 120). فاز گرم انسو را النینو و فاز سرد آن را لانینا گویند. انسو این توانایی را دارد که تغییرات دمایی و بارشی قابل ملاحظه‌ای را در نواحی بسیار دورتر از کانون فعالیت خود، بر آب و هوای منطقه تحمیل نماید. تغییرات آب و هوایی ناشی از انسو بعد از تغییرات اقلیمی فصلی (جابجایی فصول اقلیمی هر منطقه) مهم­ترین تغییرات آب و هوایی درون سالی در هر منطقه به حساب می‌آیند (بروما[5]، 1997: 210).

پدیده­ی انسو به عنوان یکی‌ از سازوکارهای اصلی تغییرات درون سالی آب و هوای مناطق مختلف زمین، با ایجاد ناهنجارهای آب و هوایی به طور قابل توجهی در مناطق مختلف تأثیرگذار است (ناظم­السادات، 1387: 265). لذا محققان متعددی کوشیده‌اند تا با تبیین ارتباط بین دبی سالانه در مقیاس‌های زمانی مختلف و پدیده­ی جوی- اقیانوسی انسو، بتوانند سیستمی پیش هشدار مبتنی بر این سیگنال اقلیمی برای دبی­های حداقلی ارائه بدهند تا بر اساس آن دوره‌های زمانی با میزان حداقل قابل پیش‌بینی و برنامه‌ریزی باشد. از این مطالعات می‌توان به تحقیق هایدای و همکاران (2000) درباره­ی نفوذ شاخص نوسان اطلس شمالی در دو رودخانه­ی دجله و فرات اشاره کرد. نتایج مطالعه­ی آنها نشان داد که به طور کلی شرایط بارش و دمای زمستانه در ترکیه (دسامبر تا مارس) تحت تأثیر تغییرات درون سالی آب و هوایی بر روی رودخانه­ی دجله و فرات به عنوان یک منبع تأمین­کننده­ی آب در مناطق ترکیه، سوریه و عراق است و این تغییرات با شاخص NAO و اقیانوس اطلس در ارتباط است؛ همانطور که بررسی‌های انجام شده بر روی سری‌های زمانی بارش و دمای ترکـیه ارتباط روند کاهشی در طول دهه­ی 1980 با فاز مثبت شـاخص NAO در آن زمان را تأیید می­کند. کارآموز و زهرایی (2004)، با استفاده از سیگنال‌های بزرگ مقیاس اقلیمی و بیلان برفی، جریان­های فصلی مربوط به رودخانه­ی سالت[6] مربوط به ایالت آریزونا را پیش­بینی کردند. نتایج تحقیق آنها نشان داد که ارتباط تنگاتنگی بین سیگنال­هـای بـزرگ مقیـاس اقلیمی و سطح پوشش برف و جریان رودخانه در این حوضه وجود دارد. توین و همکاران[7] (2005)، در تحقیقی با عنوان اثر ال نینو - نوسان جنوبی در تعادل آب و جریان در حوضه­ی رودخانه­ی می سی سی پی، نتیجه گرفتند که در هنگام رخداد پدیده­ی  انسو ناهنجاری­های قابل توجهی در داخل حوضه­ی می سی سی پی رخ داده است؛ اما این الگوهای هیدرولوژیکی با فصل، محل و فاز ENSO متفاوت می­باشند. آبتیو و همکاران[8] (2009)، ارتباط ال نینو- نوسانات جنوبی با هیدرولوژی حوضه­ی رودخانه­ی نیل آبی را بررسی و به این نتیجه رسیدند که بارش و جریان بالا در لانینا و سال­های خشک در ال نینو رخ می­دهد. قحطی بزرگ اتیوپی 1888-1892 مربوط به یکی از قوی­ترین سال­های ال نینو بوده است. ماسی و همکاران[9] (2011)، نشان دادند که جریان رودخانه­ی سن[10] طی دوره 1950 تا 2008 از روند افزایشی معنی­داری برخوردار بوده است. با مقایسه میان تغییرات شاخص نوسان اطلس شمالی (NAO) و ناهنجاری­های جریان سالانه­ی سن[11] و تشخیص روند بسیار مشابه NAO و جریان سالانه نتیجه گرفتند که میان NAO و فرآیند آب‌شناختى این منطقه رابطه­ی احتمالی وجود دارد و تأثیر علایم NAO بر دبی رودخانه­ی سن قوی است. اوکونکو[12] و همکاران (2014)، با بررسی تغییرات سطح اساس دریاچه­ی چاد به این نتیجه رسیدند که تنها 31 درصد از تغییرات سطح اساس مربوط به پدیده­ی انسو است. وارد[13] و همکاران (2014) با بررسی حساسیت­پذیری سیل­های سالانه در مقیاس جهانی دریافتند، در مناطقی که هر ساله درگیر سیل­اند، این سیل­ها با لانینا تشدید و در مواقع ال نینو کاهش پیدا می­کنند؛ یعنی در مواقع شاخص مثبت ENSO سیل در این مناطق 3 برابر بیشتر از حالت عادی اتفاق می­افتد.

در ایران نیز تحقیقاتی در این زمینه به صورت موردی صورت پذیرفته که چند نمونه از آنها در ادامه ذکر شده است:

قربانی­زاده خرازی و همکاران (1385)، ارتباط بین پدیده­ی انسو، بارش، سطح برف و دما با دبی متوسط رودخانه­ی کارون در ایستگاه هیدرومتری پل شالو در حوضه­ی  کارون را بررسی نموده و دریافتند ارتباط بین شاخص انسو و دما با دبی متوسط رودخانه معنی­دار نیست؛ اما ارتباط بین سطح پوشیده از برف و بارش با دبی متوسط رودخانه معنی­دار و منطقی است. حق نگهدار و همکاران (1386)، نیز در تحقیقی دیگر با بررسی تأثیر پدیده­ی ENSO بر احتمال، بزرگی و شدت وقوع AMF (احتمال × بزرگی) در دوره­ی اسفند - فروردین، به عنوان مهم­ترین دوره­ی  وقوع AMF به این نتیجه رسیدند که با وقوع پدیده­ی ال نینو در حوضه­های دز و کارون برای ماه­های اسفند و فروردین، احتمال وقوع مقادیر AMF بیشتر از متوسط حالت خنثی وجود دارد. این امر در مورد پدیده­ی لانینا برعکس است. همچنین، شدت تغییرات AMF در حالت ال نینو بیش از لانینا است. حیدری و همکاران (1388)، تأثیر انسو بر میزان آبدهی چهار رودخانه­ی استان آذربایجان غربی شامل نازلوچای، سیمینه­رود، مهابادچای و زاب کوچک طی دوره­ی  آماری 1950 تا 2000 را مطالعه نمودند. نتایج نشان داد وقوع پدیده­ی النینو و لانینا در 70 درصد موارد به ترتیب باعث افزایش و کاهش میانه­ی دبی رودخانه­ها می­شود. همچنین احتمال وقوع خشکسالی هیدرولوژیکی در دوران النینو کمتر و در دوران لانینا بیشتر از دوران پایه است. انصاری (1390)، با بررسی اثر نوسانات اقلیمی بر تغییرات دبی رودخانه­ی  کاجو و اثرات آن بر کشاورزی منطقه باهوکلات در استان سیستان و بلوچستان به این نتیجه رسید که رابطه­ی  معناداری بین نوسانات عناصر اقلیمی و دبی رودخانه وجود داشته است. رابطه­ی  بین دبی و کشاورزی (سطح زیر کشت و تولید سالانه) نیز رابطه­ی  معناداری است. بین نوسانات عناصر اقلیمی و کشاورزی (سطح زیر کشت و تولید سالانه) هیچ­گونه رابطه‌ای وجود ندارد. فتاحی و همکاران (1391)، جریان رودخانه­های کارون شمالی را با استفاده از شبکه­ی عصبی مصنوعی پیش­بینی کردند. نتایج تحقیق نشان داد که سیگنال­های ENSO در ناحیه NINO2 و NINO3 به عنوان موثرترین سیگنال بر تغییرات جریان رودخانه­های ارمند و بازفت هستند و برای پیش آگاهی از وضعیت دبی رودخانه­های کارون شمالی می­توان از سیگنال­های فوق استفاده کرد. یزدانی و همکاران (1392)، با بررسی تأثیر پدیده­ی  انسو بر آبدهی رودخانه­های شهرستان ساوه نتیجه گرفتند که وقوع پدیده­ی النینو و لانینا در ۷۰ درصد موارد به ترتیب باعث افزایش و کاهش میانه دبی رودخانه­ها می­شود. همچنین احتمال وقوع خشکسالی هـیدرولوژیکی در دوران ال نینو کمتر و در دوران لانینا بیشتر از دوران پایه مـی­باشد. خداقلی و همکاران (1392)، با بررسی ارتباط شاخص­های پیوند از دور SOI و NAO با خشکسالی حوضه­ی آبـخیز زاینده­رود نتیجه گرفـتند که بارندگی ایستگاه­های میمه، فریدن، فریدون­شهر، داران، چادگان و کوهرنگ همبستگی منفی معنی­داری با علایم SOI دارد، در حالی که ایستگاه­های شهرضا و فریدون­شهر همبستگی منفی معنی­داری با علایم NAO دارند.

با توجه به مطالب ذکر شده، یکی از سؤال­هایی که عموماً توسط دست­اندرکاران مسائل آب و هواشناسی مطرح می­شود این است که آیا این پدیده در کشور ما و در مقیاس کوچک­تر در سطح یک حوضه­ی آبخیز اثراتی دارد یا نه؟ آیا می‌توان ارتباطی بین پدیده­ی  انسو و تغییرات معنی­دار جریانات سطحی رودخانه­ها پیدا کرد؟ با هدف رسیدن به پاسخ چنین پرسش­هایی مطالعه­ی حاضر انجام گرفت تا در حد امکانات و اطلاعات آماری موجود به بررسی اثر انسو و ارتباط آن با آبدهی رودخانه­ی کشکان پرداخته شود.

مواد و روش­ها

موقعیت جغرافیایی منطقه­ی  مورد مطالعه

منطقه­ی  مورد مطالعه­ی  ما حوضه­ی  آبخیز کشکان از زیرحوضه­های آبریز کرخه است که از طول جغرافیایی ¢10 °47 تا 49 درجه­ی شرقی و از عرض جغرافیایی ¢2 °33 تا ¢3 °34 درجه­ی شمالی گسترده شده است. این حوضه بیش از یک سوم خاک استان لرستان یعنی حدود 9560 کیلومتر مربع را در بر می‌گیرد که شهرستان‌های خرم‌آباد، کوهدشت، الشتر و پلدختر داخل آن قرار دارند (سازمان آب منطقه­ای استان لرستان، 1390). با توجه به اینکه حوضه­ی مورد مطالعه در منطقه­ی  زاگرس واقع شده است، توپوگرافیِ کوهستانی و پرشیب دارد. بنابراین با وجود ارتفاعات، بارندگی­ها به سرعت به جریانات سطحی تبدیل شده و بر حجم رواناب­ها افزوده شده و در پی آن سیلاب­های خطرناکی در این حوضه به راه می­افتد (کرمی و همکاران، 1389: 101). این رودخانه در 25 کیلومتری جنوب شهر پلدختر در محل پل گاومیشان با رودخانه­ی سیمره تلاقی پیدا کرده و رودخانه­ی کرخه را تشکیل می­دهند. سرشاخه‌های آن در تأمین آب کشاورزی شهرستان‌های الشتر، خرم‌آباد و پلدختر نقش بسیار مهمی دارد؛ به طوری که حدود 82 درصد از اراضی کشاورزی شهرستان پلدختر، توسط رودخانه­ی کشکان تأمین می‌شود (ناصرزاده و طولابی­نژاد، 1394: 121).

جدول (1) مشخصات ایستگاه هیدرومتری کشکان پلدختر

ایستگاه

رود

طولجغرافیایی

عرضجغرافیایی

ارتفاعایستگاه

مساحتحوضه (Km2)

کشکان پلدختر

کشکان

43/47

9/33

650

9560

 

شکل (1) موقعیت جغرافیایی حوضه­ی  کشکان­رود

در این تحقیق از دو دسته داده شامل داده‌های مربوط به دبی سالانه­ی کشکان­رود و داده‌های مربوط به الگوی پیوند از دور نوسان جنوبی استفاده شده است. داده­های دبی کشکان­رود در بازه­ی زمانی 27 ساله از سال 1984 تا 2010 در ایستگاه هیدرومتری کشکان پلدختر از سازمان آب منطقه­ای استان لرستان اخذ گردید. همچنین داده‌های مربوط به شاخص نوسان جنوبی شامل فشار سطح دریا (SLP)[14] در دو ایستگاه تاهیتی و داروین از تارنمای دانشگاه East Angelia اخذ گردید[15]. در این مرکز از روش روپسکی و جونز[16] برای محاسبه­ی شاخص SOI استفاده شده است.

شاخص نوسان جنوبی عبارت است از اختلاف فشار سطح دریا بین دو ایستگاه تاهیتی واقع در شرق اقیانوس آرام جنوبی و جزایر داروین در شمال استرالیا واقع در غرب اقیانوس آرام که از رابطه­ی زیر به دست می‌آید:

رابطه­ی (1)  

شاخص نوسان جنوبی SOI ، که شاخص نوسان جنوبی و ST و SD به ترتیب عبارتند از: فشار استانـدارد شده سطح دریا در موقـعیت ایستگاه­های تاهیتی و داروین که به صورت زیر محاسبه می­شوند:

رابطه­ی (2)

 رابطه­ی (3)

در روابط فوق SDT و SDD به ترتیب عبارتند از انحراف معیار فشار سطح دریا برای دو ایستگاه تاهیتی و داوروین[17]:       

رابطه­ی (4)

 

رابطه­ی (5)

 
     

    در این روابط N عبارت است از تعداد ماه­های دوره آماری و در نهایت MSD در رابطه­ی (1) نیز عبارت است از انحراف معیار ماهانه­ی دریا بین دو ایستگاه تاهیتی و داروین در بلندمدت.

رابطه­ی (6)

 

در صورتی که مقدار عددی شاخص SOI مثبت باشد، یعنی میزان فشار تاهیتی بالاتر از فشار داروین باشد، فاز سرد یا لانینا حاکم بوده و در صورتی که میزان فشار سطح دریا در موقعیت داروین بالاتر باشد، مقدار عددی شاخص SOI منفی شده و فاز گرم یا النینو حاکم است (علیجانی،141:1391).

برای تحلیل ارتباط بین شاخص نوسان جنوبی به عنوان مهم­ترین عوامل تغییرات آب و هوایی درون سالی (بعد از تغییرات آب‌وهوایی ناشی از جابجایی فصول سال) از تحلیل همبستگی پیرسون در سطح حداقل معنی‌داری، 99/0 (P_value = 0.01) استفاده گردید. در ادامه برای تبیین تفاوت معنی‌داری بین میزان دبی کشکان­رود و سال­های با حاکمیت فاز گرم (النینو) و فاز سرد (لانینا)، ابتدا ماه­های دارای همبستگی معنی‌دار با میزان دبی تفکیک و سپس از آزمون t-student مستقل دوطرفه[18] استفاده شد. همچنین برای مقایسه‌پذیر شدن داده‌های دبی و شاخص انسو از آماره­ی Z استاندارد استفاده گردید. در نهایت، جهت اثبات ارتباط موجود بین داده­ها، نقشه­های آنومالی ارتفاع ژئوپتانسیل تراز 500 (برحسب متر)، بارش ماهانه (برحسب سانتی­متر در ماه) و دمای سطح دریا (برحسب درجه­ی سانتی­گراد)، طی دو فاز مذکور ترسیم شده و بر روی آنها تحلیل انجام گرفت.

 

بحث و نتایج

در شکل (1) مجموع دبی سالانه­ی کشکان­رود، طی دوره­ی آماری 1984 تا 2010 ارائه شده است. همانطور که مشاهده می‌گردد، بالاترین مقدار دبی مربوط به سال 1992 است. میزان دبی ثبت شده در این سال به 94 متر مکعب در ثانیه رسیده است؛ در حالی که در سال 1999 کمترین میزان دبی سالانه­ی ثبت شده‌ برابر 5/20 متر مکعب در ثانیه بوده است.

 

شکل (2) میزان دبی سالانه­ی  کشکان رود بر حسب متر مکعب در ثانیه

جهت تحلیل ارتباط شاخص نوسان جنوبی با دبی کشکان­رود، ابتدا با استفاده از ضریب همبستگی پیرسون، ارتباط دبی کشکان در ایستگاه هیدرومتری پلدختر در بازه­ی زمانی سالانه و ماهانه مورد واکاوی قرار گرفت (جدول 2). همانطور که مشاهده می‌گردد، میزان همبستگی دبی سالانه با تمامی ماه­های سال منفی است. یعنی سال‌هایی که میزان دبی در آنها بالاتر بوده، در واقع سال­هایی بوده‌اند که در آنها فاز گرم (النینو) حاکم بوده است؛ در حالی که در سال­های دارای مقادیر مثبت و بالای شاخص نوسان جنوبی (سال­های همراه با فاز سرد)، دبی سالانه پائین­تر از متوسط سالانه بوده است. بر اساس جدول (2)، میزان همبستگی دبی سالانه­ی کشکان رود با شاخص نوسان جنوبی ماهانه، تنها در سه ماه، اکتبر، نوامبر و دسامبر معنی‌دار قوی است که به ترتیب برابر 57/0- ، 52/0- و 58/0- می‌باشد. در سایر ماه‌ها، همبستگی معنی‌داری بین دبی و شاخص نوسان جنوبی مشاهده نگردید.

جدول (2) میزان همبستگی رخداد سالانه­ی دبی و شاخص ماهانه­ی نوسان جنوبی

Sig

میزان همبستگی

ماه

001/0

-57/0

اکتبر

003/0

-52/0

نوامبر

001/0

-58/0

دسامبر

برای آشکارسازی تفاوت معنی‌دار بین سری زمانی دبی در سال‌های همراه با حاکمیت فاز گرم، نسبت به تعداد رخدادهای سال­های با حاکمیت فاز سرد، از آزمون T-student مستقل دو طرفه استفاده گردید. ابتدا داده‌های مربوط به دبی بر اساس فازهای سرد و گرم ماه­های اکتبر، نوامبر و دسامبر تفکیک شدند (جدول 3). بعد از تفکیک داده‌های دبی سالانه بر اساس فازهای گرم و سرد، آزمون T-student مستقل دو طرفه بر روی دو سری تفکیک شده­ی رخداد سالانه­ی دبی اجرا گردید تا مشخص شود که آیا دبی سالانه­ی کشکان­رود با سال­های حاکمیت فاز گرم یا سرد تفاوت معنی‌داری باهم دارند یا خیر؟ تا بر اساس آن نتیجه گرفت که آیا این تفاوت ناشی از تأثیرگذاری شاخص نوسان جنوبی بوده است یا تفاوت بین آنها ناچیز و ناشی از تصادف بوده است؟

جدول (3) تفکیک رخداد سالانه­ی دبی کشکان­رود طبق فازهای گرم و سرد شاخص نوسان جنوبی در فصل پاییز

ماه دسامبر

ماه نوامبر

ماه اکتبر

فاز سرد

فاز گرم

فاز سرد

فاز گرم

فاز سرد

فاز گرم

میزان دبی سالانه

سال

میزان دبی سالانه

سال

میزان دبی سالانه

سال

میزان دبی سالانه

سال

میزان دبی سالانه

سال

میزان دبی سالانه

سال

2/65

1985

66

1984

66

1984

2/65

1985

3/54

1986

66

1984

4/54

1988

3/54

1986

4/54

1988

3/54

1986

4/54

1988

2/65

1985

8/56

1993

5/76

1987

8/56

1993

5/76

1987

52

1989

5/76

1987

1/51

1996

52

1989

64

1995

52

1989

3/55

1990

7/96

1991

2/25

1998

3/55

1990

2/25

1998

3/55

1990

1/51

1996

94

1992

5/20

1999

7/96

1991

5/20

1999

7/96

1991

2/25

1998

8/56

1993

8/29

2000

94

1992

8/29

2000

94

1992

5/20

1999

3/75

1994

5/37

2003

3/75

1994

9/38

2001

3/75

1994

8/29

2000

64

1995

2/34

2005

64

1995

2/25

2007

1/51

1996

2/34

2005

65

1997

2/25

2007

65

1997

2/27

2008

65

1997

2/25

2007

9/38

2001

2/27

2008

9/38

2001

23

2010

9/29

2002

2/27

2008

9/29

2002

23

2010

9/29

2002

 

 

5/37

2003

23

2010

5/37

2003

 

 

5/37

2004

 

 

5/37

2004

 

 

5/37

2004

 

 

1/41

2006

 

 

2/34

2005

 

 

1/41

2006

 

 

28

2009

 

 

1/41

2006

 

 

28

2009

 

 

 

 

 

 

28

2009

 

 

 

 

شکل­های 2، 3 و 4 بررسی ارتباط سالانه­ی میزان دبی در کشکان­رود و شاخص نوسان جنوبی در ماه­های اکتبر، نوامبر و دسامبر را نشان می­دهد. همانطور که مشاهده می‌گردد، می‌توان ارتباط معکوسی را در هر سه ماه بین دو سری زمانی استاندارد شده (سری زمانی رخدادهای سالانه­ی دبی در کشکان­رود، و سری زمانی مربوط به شاخص نوسان جنوبی) مشاهده کرد. به طوری که در سال­های با میزان دبی پائین­تر از میانگین، مقادیر مثبت شاخص نوسان جنوبی یا فاز سرد (لانینا) حاکم بوده است در حالی که در سال‌های با میزان دبی، بالاتر از میانگین، غالباً مقادیر منفی شاخص نوسان جنوبی یا فاز گرم (النینو) حاکم بوده است. همانطور که نتایج آزمون همبستگی نشان داد، رخداد‌های سالانه­ی دبی کشکان­رود، با شاخص نوسان جنوبی در ماه‌های اکتبر (شکل 3)، نوامبر (شکل 4) و دسامبر (شکل 5)، همبستگی معکوس و معنی‌داری را نشان داد ولی در سایر ماه­ها همبستگی معنی‌داری مشاهده نـگردید. با توجه به اشـکال (3 تا 5) مشخص معلوم می­شود در سال­های با میزان دبی پائین­تر از میانگین، مقادیر مثبت شاخص نوسان جنوبی یا فاز سرد (لانینا) حاکم بوده است. در حالی که در سال‌های با میزان دبی بالاتر از میانگین غالباً مقادیر منفی شاخص نوسان جنوبی یا فاز گرم (النینو) حاکم بوده است. یا به عبارتی، هر زمان که مقدار شاخص انسو از متوسط خود بالاتر بوده، دبی کشکان‌رود بالاتر از متوسط سالانه خود قرار داشته است، و هر سال که مقدار شاخص نوسان جنوبی افزایش داشته، دبی کشکان­رود با کاهش آبدهی مواجه بوده است.

 

شکل (3) ارتباط میزان دبی کشکان­رود و فازهای گرم و سرد شاخص نوسان جنوبی در ماه اکتبر

 

شکل (4) ارتباط میزان دبی کشکان­رود و فازهای گرم و سرد شاخص نوسان جنوبی در ماه نوامبر

 

شکل (5) ارتباط میزان دبی کشکان­رود و فازهای گرم و سرد شاخص نوسان جنوبی در ماه دسامبر

ماه اکتبر

در جدول (4) نتایج اجرای آزمون t-student مستقل دو طرفه روی سری­های میزان دبی تفکیک شده، بر اساس سال‌های حاکمیت فازهای گرم و سرد انسو در ماه اکتبر آمده است. در ماه اکتبر، میزان آماره­ی T محاسباتی برابر 9/8 می‌باشد، و خارج از دامنه T بحرانی که برابر 2± است و مقدار آماره­ی  معنی‌داری آزمون نیز برای ماه اکتبر برابر 0000001/0 می‌باشد، که در سطح اطمینان 99/0 (P_value = 0.01) معنی‌دار است و نشان می­دهد دو سری تفکیک شده از رخدادهای سالانه­ی  دبی که بر اساس فازهای گرم و سرد شاخص نوسان جنوبی ماه اکتبر از هم تفکیک شده­اند، تفاوت معنی‌داری باهم دارند و نمی‌توان تفاوت بین آنها را تصادفی دانست.

جدول (4) نتایج آزمون T استویدنت مستقل دو طرفه در ماه اکتبر

 

T محاسباتی آزمون

T بحرانی دو طرفه

درجه­ی  آزادی

Sig دو طرفه

ماه اکتبر

9/8

25

00000001/0

همان طور که از نقشه­های آنومالی ارتفاع ژئوپتانسیل سطح 500 میلی­بار در ماه اکتبر پیداست، در طول حاکمیت فاز گرم انسو (ال نینو) ارتفاع کف کم­فشار تشکیل شده بر بالای منطقه­ی مورد مطالعه 10 تا 12 متر از حالت عادی کمتر شده است. یعنی کم­فشارتر (کم­ارتفاع­تر) است. در این شرایط واگرایی در سطوح میانی جو تشدید شده و به تشـکیل ابر و تراکم بـخار آب و در نتیجه تشکیل سامانه­های بارشـی با رطوبت بسیار می­انجامد (شکل 6 الف). در نتیجه طی فاز گرم (النینو) بارش در حوضه­ی مورد مطالعه (حوضه­ی  کشکان رود) بین 5/0 تا 5/1 سانتی­متر در ماه (بین 5 تا 15 میلی­متر) افزایش داشته است (شکل 6 ب). ولی در طی فعالیت سال­های فاز سرد، ارتفاع تراز میانی جو 25 متر بالاتر از حالت عادی شده است و جو منطقه پرفشارتر از حالت عادی خود می­باشد. بنابـراین، در طی این شرایط کم­فشار (کم­ارتفاع) ضعیف­تر است و سامانه­ی  بارش­زا نیز تضعیف می­شود (شکل 6 ج). در نتیجه هم­زمان با فعالیت فاز سرد (لانینا) بارش در این حوضه­ی  آبخیز بین 5 تا 10 میلی­متر کمتر از میانگین بلندمدت خود بوده است (شکل 6 د).

بر اساس آمار بلندمدت، دمای سطح دریا در حوالی سواحل غربی آمریکای جنوبی در بلندمدت در ماه اکتبر حداکثر 24 درجه سانتی­گراد است. همانطور که نقشه آنومالی دمای سطح دریا در طی سال­های حاکمیت فاز گرم انسو به خوبی نشان می­دهد، دمای سطح آب در سواحل غربی آمریکای جنوبی حدود 5/3 تا 4 درجه بالاتر از حالت نرمال (شکل 6 ر) و در طول فعالیت فاز سرد، دمای سطح دریا در این سواحل بین 5/1 تا 2 درجه سانتی­گراد سردتر از دمای نرمال خود در بلندمدت رسیده که ارتباط معناداری با میزان بارش منطقه­ی مورد مطالعه نشان می­دهد (شکل 6 ز). یعنی با افزایش دمای سطح آب در سواحل آمریکای جنوبی، مقدار بارش نیز افزایش یافته و با کاهش دمای سطح دریا، بارش نیز روند نزولی داشته که به دنبال آن میزان آبدهی کشکان رود نیز با کاهش مواجه شده است.

 

 

شکل (6 الف) آنومالی ارتفاع ژئو پتانسیل طی فاز گرم در ماه اکتبر (برحسب متر)


 

شکل (6 ب) آنومالی بارش بلند مدت ماهانه طی فاز گرم در ماه اکتبر (برحسب سانتیمتر در ماه)

 

شکل (6 ج) آنومالی ارتفاع ژئو پتانسیل طی فاز سرد در ماه اکتبر (بر حسب متر)

 

شکل (6 د) آنومالی بارش بلند مدت ماهانه طی فاز سرد در ماه اکتبر(برحسب سانتیمتر در ماه)

 

شکل (6 ر) آنومالی دمای سطح دریا طی فاز گرم در ماه اکتبر

 

 

شکل (6 ز) آنومالی دمای سطح دریا طی فاز سرد در ماه اکتبر

ماه نوامبر

طبق نتایج اجرای آزمون t-student مستقل دوطرفه بر روی سری­های میزان دبی تفکیک شده طی سال‌های حاکمیت فازهای گرم و سرد انسو در ماه نوامبر، میزان آماره­ی T محاسباتی برابر 8 است و خارج از دامنه T بحرانی که برابر 2/2± است. مقدار آماره­ی معنی‌داری آزمون نیز برای ماه نوامبر، برابر با 00000001/0 می‌باشد که در سطح اطمینان 99/0 (P_value = 0.01) معنی‌دار است و بیانگر تفاوت معنی‌دار دو سری تفکیک شده از رخدادهای سالانه­ی دبی است که بر اساس فازهای گرم و سرد شاخص نوسان جنوبی ماه نوامبر از هم تفکیک شده­اند و نمی‌توان تفاوت بین آنها را تصادفی دانست.

جدول (5) نتایج آزمون T استیودنت مستقل دو طرفه در ماه نوامبر

 

T محاسباتی آزمون

T بحرانی دو طرفه

درجه­ی  آزادی

Sig دو طرفه

ماه نوامبر

8

2/2±

25

00000001/0

با توجه به نقشه­های آنومالی ارتفاع ژئوپتانسیل تراز 500 میلی­بار در ماه نوامبر، در طول فعالیت فاز گرم انسو (ال نینو)، ارتفاع تراز میانی جو در بالای منطقه­ی مورد مطالعه 25 متر از حالت نرمال خود پایین­تر بوده است. یعنی اتمسفر منطقه­ی مورد مطالعه کم­فشارتر (کم­ارتفاع­تر) از ماه اکتبر بوده است. در نتیجه واگرایی در سطوح میانی جو قوی­تر و جو ناپایدار شده و به تشکیل ابر و تراکم بخار آب و در نتیجه تشکیل سامانه­های بارشی با رطوبت بسیار می­انجامد (شکل 7الف). بنابراین، همراه با فاز گرم (النینو) بارش در حوضه­ی مورد مطالعه نیز بین 2 تا 4 سانتی متر در ماه (بین 20 تا 40 میلی­متر) افزایش داشته است (شکل 7ب). ولی در طی فعالیت سال­های فاز سرد، ارتفاع تراز میانی جو 12 متر بالاتر از حالت عادی شده و جو منطقه پرفشارتر از حالت عادی خود است. بنابراین در طی این شرایط، کم­فشار (کم­ارتفاع) ضعیف­تر و سامانه­ی بارش­زا نیز تضعیف می­شود (شکل 7 ج). در نتیجه همزمان با فعالیت فاز سرد (لانینا) بارش در این حوضه­ی آبخیز بین 10 تا 20 میلی متر کمتر از میانگین بلند مدت خود بوده است (شکل 7 د). در نتیجه رودخانه­ی  کشکان نیز با کاهش دبی مواجه بوده است.

در ماه نوامبر دمای بلندمدت سطح دریا در حوالی سواحل پرو و شیلی حداکثر 22 درجه سانتی­گراد است. با توجه به نقشه­ی  آنومالی SST در این ماه، طی سال­های با حاکمیت فاز گرم انسو، دمای سطح آب در سواحل غربی آمریکای جنوبی حدود 4 تا 5 درجه بالاتر از حالت نرمال (شکل 7 ر) و در طول فعالیت فاز سرد، دمای سطح دریا در این سواحل بین 1 تا 5/1 درجه سانتی­گراد سردتر از دمای نرمال خود در بلندمدت رسیده که نشان­دهنده­ی ارتباط معنادار با میزان بارش منطقه­ی مورد مطالعه است (شکل 7 ز). با افزایش دمای سطح دریا در سواحل شرقی آرام استوایی، مقدار بارش نیز افزایش یافته و با کاهش مقدار SST ، بارش­ها نیز با کاهش شدید مواجه شده­اند.

 

شکل (7 الف) آنومالی ارتفاع ژئو پتانسیل طی فاز گرم در ماه نوامبر(بر حسب متر)

 

شکل ( 7 ب) آنومالی بارش بلند مدت ماهانه طی فاز گرم در ماه نوامبر (برحسب سانتیمتر در ماه)

 

شکل (7 ج) آنومالی ارتفاع ژئو پتانسیل طی فاز سرد در ماه نوامبر (بر حسب متر)

 

 

شکل (7 د) آنومالی بارش بلند مدت ماهانه طی فاز سرد در ماه نوامبر (برحسب سانتیمتر در ماه)

.

شکل ( 7 ر) آنومالی دمای سطح دریا طی فاز گرم در ماه نوامبر

 

 

شکل ( 7 ز) آنومالی دمای سطح دریا طی فاز سرد در ماه نوامبر

ماه دسامبر

در ماه دسامبر شرایط به گونه‌ای است که میزان T محاسبانی آزمون برابر 4/7 می‌باشد. این مقدار مورد محاسبه خارج از دامنه­ی دو طرفه T بحرانی که برابر 1/2± می‌باشد، قرار گرفته است. آماره­ی معنی‌داری نیز برابر با 00000004/0 است و در سطح اطمینان 99/0 تفاوت معنی‌داری بین دو سری تفکیک شده بر اساس فازهای سرد و گرم ماه دسامبر نشان می­دهد.

جدول (6)  نتایج آزمون T استویدنت مستقل دو طرفه در ماه دسامبر

 

T محاسباتی آزمون

T بحرانی دو طرفه

درجه­ی  آزادی

Sig دو طرفه

ماه دسامبر

4/7

1/2±

17

00000004/0

با توجه به نقشه­های آنومالی ارتفاع ژئوپتانسیل تراز 500 هکتوپاسکال طی ماه دسامبر، در مدت فعالیت فاز گرم انسو (ال نینو) ارتفاع ژئوپتانسیل تراز میانی جو در محدوده­ی حوضه­ی کشکان­رود از حالت نرمال خود 25 تا 30 متر پایین­تر بوده است. یعنی اتمسفر منطقه­ی مورد مطالعه کم­فشارتر (کم­ارتفاع­تر) از ماه اکتبر بوده است، در نتیجه سامانه­های بارشی به راحتی وارد منطقه شده و با خود رطوبت بسیار به همراه آورده است و واگرایی نیز در این تراز اتمسفر شدیدتر و فعال­تر شده است (شکل 8 الف). با کاهش ارتفاع تراز میانی جو طی فاز گرم (النینو)، بارش در حوضه­ی مورد مطالعه نیز بین 15 تا 30 میلی­متر (5/1 تا 3 سانتی­متر در ماه) افزایش یافته است (شکل 8 ب). ولی در طی سال­های با حاکمیت فاز سرد، ارتفاع تراز میانی جو 45 متر بیشتر از حالت عادی است. در نتیجه جو منطقه پرفشارتر از حالت عادی خود بوده است. بنابراین با وجود این شرایط، کم­فشار (کم­ارتفاع) ضعیف­تر و جو حالت پایدارتری داشته و سامانه­ی بارش­زا نیز تضعیف می­شوند (شکل 8 ج). با این وجود همزمان با فعالیت فاز سرد (لانینا)، بارش در این حوضه­ی آبخیز بین 5 تا 15 میلی­متر کمتر از حالت نرمال میانگین خود بوده است (شکل 8 د). در نتیجه میزان آبدهی کشکان­رود نیز کاهش یافته است.

در ماه دسامبر دمای بلندمدت سطح دریا در سواحل شرقی اقیانوس آرام استوایی (حوالی سواحل پرو و شیلی) حداکثر 21 درجه سانتی­گراد است. با توجه به نقشه آنومالی SST در این مدت زمان، طی سال­های با حاکمیت فاز گرم انسو، دمای سطح آب در سواحل غربی آمریکای جنوبی حدود 3 درجه بالاتر از حالت نرمال (شکل 8 ر) و در طول حکمیت فاز سرد در این منطقه، دمای سطح دریا بین 5/1 تا 5/2 درجه­ی سانتی­گراد از دمای نرمال خود در بلند مدت کم­تر است که ارتباط معناداری با میزان بارش منطقه­ی مورد مطالعه دارد (شکل 8 ز). با افزایش مقدار SST در سواحل غربی آمریکای جنوبی، مقدار بارش نیز افزایش داشته و با کاهش مقدار SST ، بارش­ها نیز با کاهش شدیدی مواجه شده­اند.

 


شکل (8 الف) آنومالی ارتفاع ژئو پتانسیل طی فاز گرم در ماه دسامبر(بر حسب متر)

 

شکل (8 ب) آنومالی بارش بلند مدت ماهانه طی فاز گرم در ماه دسامبر (برحسب سانتیمتر در ماه)

 

 

شکل (8 ج) آنومالی ارتفاع ژئو پتانسیل طی فاز سرد در ماه دسامبر (بر حسب متر)

 

 

شکل (8 د) آنومالی بارش بلند مدت ماهانه طی فاز سرد در ماه دسامبر (برحسب سانتیمتر در ماه)

 

 

شکل (8 ر) آنومالی دمای سطح دریا طی فاز گرم در ماه دسامبر

 

 

شکل (8 ز) آنومالی دمای سطح دریا طی فاز سرد در ماه دسامبر

نتیجه‌گیری

در این پژوهش ارتباط شاخص جوی-اقیانوسی ENSO با دبی کشکان­رود در غرب ایران مورد بررسی قرار گرفت. نتایج تحقیق گویای آن بود که مقدار دبی سالانه کشکان­رود در سه ماه اکتبر، نوامبر و دسامبر ارتباط معنی‌دار بالایی با شاخص نوسان جنوبی دارند و در سایر ماه‌ها این ارتباط یا ضعیف بوده و یا رابطه­ی  معنی‌داری مشاهده نگردید. مقایسه­ی ضرایب همبستگی و سطح معناداری این دو نوع داده مبین این واقعیت است که بین تغییرات پدیده­ی کلان­مقیاس گردش جوی-اقیانوسی انسو با دبی کشکان­رود در فصل پاییز ارتباط و هم­زمـانی وجـود دارد و تغییـرات مذکور که از طریق شاخص­های فشار سطح اقیانوس آرام دیده­بانی شده­اند، کمابیش موجـب نوسـان­های افزایش در فاز گرم و کاهش در فاز سرد در دبی کشکان­رود می­شوند. با ارزیابی همبستگی بین دبی پاییزه­ی  کشکان­رود و ENSO معلوم گردید که ضرایب همبستگی، ارتباط بین شاخص نوسانات جنوبی و دبی کشکان­رود در فصل پاییز را تأیید می­کند. میزان دبی پاییزه در سه ماه اکتبر، نوامبر و دسامبر (فصل پاییز) بیش از سایر ماه­ها متأثر از ENSO می­باشد. نتایج اجرای آزمون t مستقل دو طرفه بر روی دو سری دبی سالانه­ی  تفکیک شده بر اساس فازهای گرم و سرد انسو در ماه‌های اکتبر، نوامبر و دسامبر گویای آن بود که در این سه ماه، ضرائب همبستگی از سطح اعتماد کافی برخوردار بودند؛ به طوری که وقوع پدیده­ی  النینو و لانینا در 35 درصد موارد طی این دو ماه باعث افزایش متوسط دبی رودخانه­ی  کشکان می­شود. همچنین احتمال وقوع خشکسالی هیدرولوژیکی در دوران النینو کمتر و در دوران لانینا بیشتر از دوران پایه است.

نتایج تحلیل سینوپتیک نقش انسو در دبی کشکان رود گویای آن بود که فاز گرم انسو یعنی النینو، خصوصاً در پائیز برای اکثر نواحی ایران به خصوص غرب کشور افزایش بارش را به همراه داشته و غالب خشکسالی‌های این منطقه، توأم با فاز سرد انسو یعنی لانینا بوده است. بنابر این می‌توان گفت در شرایط فاز گرم انسو یعنی در سال‌هایی که النینو حاکم است، بارش­های پاییزه­­ی حوضه­ی کشکان رود حدود 26 درصد افزایش داشته است که به تبع آن دبی نیز افزایش نشان می­دهد.

ولی در طی حاکمیت فاز سرد انسو (لانینا) بارش­های پاییزه در منطقه­ی  مورد مطالعه حدود 5/10 درصد کمتر از حالت نرمال است. علت افزایش بارش، انتقال پرفـشارهای جنب حاره­ای خاورمیانه بـه عرض­های پـایین­تر و امکـان نفـوذ مـوج بادهای غربی به منطقه­ی مورد مطالعه با شروع فاز گرم انسو است.

نتایج تحقیقات انجام شده در سطح جهان نشان داد که ارتباط تنگاتنگی بین الگوهای گردشی بـزرگ مقیـاس اقلیمی و جریان رودخانه­ها وجود دارد. البته این نقش در مناطق مختلف جهان متفاوت است. به عنوان مثال نقش انسو در قاره­ی آفریقا دقیقاً عکس اثر این پدیده در ایران، اروپا و آمریکا است. در آفریقا آبتیو و همکاران (2009)، با بررسی ارتباط ال نینو - نوسانات جنوبی با هیدرولوژی حوضه­ی رودخانه­ی نیل آبی دریافتند که بارش و جریان بالا در طول لانینا و سال­های خشک در مواقع ال نینو رخ می­دهد. همچنین در قاره­ی آمریکا توین و همکاران (2005)، اثر ال نینو - نوسان جنوبی در تعادل آب و جریان در حوضه­ی  رودخانه­ی می سی سی پی را بررسی و نشان دادند که در طی فاز سرد انسو، میزان دبی این رودخانه با کاهش مواجه شده ولی در طی فاز گرم، دبی روندی افزیشی را تجربه کرده است. تقریباً نتیجه­ی تمامی تحقیقات انجام شده درباره­ی تأثیر نقش انسو در شرایط آب و هوایی ایران، مؤید این نکته است که فاز گرم انسو یعنی النینو، به ویژه در پائیز برای اکثر نواحی ایران افزایش بارش را به همراه داشته و غالب خشکسالی‌های ایران، توأم با فاز سرد انسو یعنی لانینا بوده است. بنابر این می‌توان گفت در شرایط فاز گرم انسو یعنی در سال‌هایی که النینو حاکم است، بارش­های پاییزه­ی ایران افزایش پیدا کرده و تبع آن دبی رودها نیز افزایش می­یابد.

 



[1]- Elnino/Southern Oscillation (ENSO)

[2]- Interannual

[3]- Bezirtzoglou et al,

[4]- Sari Kovats

[6]- Salt

[7]- Twein et al.,

[8]- Abtew et al.,

[9]- Massei et al.,

[10]- Sen River

[11]- Sen

[12]- Okonkwo

[13]- Ward

[14]- Sea Level Pressure(SLP).

[16]- Ropelewski and Jones (1987)

[17]- Standard Deviation Tahiti(SDT) & Standard Deviation Darwin (SDD).

[18]- Two-Tail Independent T-Test

منابع
- انصاری، مریم (1390)، بررسی اثر نوسانات اقلیمی بر تغییرات دبی رودخانه­ی کاجو و اثرات آن بر کشاورزی منطقه، پایان‌نامه­ی کارشناسی ارشد، دانشگاه سیستان و بلوچستان.
- حق نگهدار، امین؛ اختری، روح‌انگیز و ثقفیان، بهرام (1386)، «بررسی میزان تأثیر پدیده ال نینو - نوسانات جنوبی بر سیلاب­های حداکثر سالانه جنوب غرب ایران»، نشریه­ی آب و فاضلاب، دوره­ی 18، شماره­ی 4، صص66-78.
- حیدری, مجید؛ سبزی‌پرور، علی‌اکبر؛ تنیان، سارا و فرخی، الهام (۱۳۸۸)، «بررسی تأثیر پدیده انسو بر آبدهی رودخانه‌های استان آذربایجان غربی»، پنجمین همایش ملی علوم و مهندسی آبخیزداری ایران، کرج، انجمن آبخیزداری ایران.
- خداقلی، مرتضی؛ کاوسی، مهناز؛ آروین، عباسعلی و صبوحی، راضیه (1392)، «بررسی ارتباط علامت‌های از دور SOIو NAOباخشکسالی حوزه­ی  آبخیز زاینده‌رود»، علوم و مهندسى آبخیزدارى ایران، سال هفتم- شماره­ی 21، صص 41-52.
- کرمی، فریبا؛ شیراوند، هنگامه و درگاهیان، فاطمه (1389)، «بررسی الگوی سینوپتیک سیل بهمن 1384 شهرستان پلدختر»، فصلنامه­ی جغرافیا و مطالعات محیطی، سال دوم، شماره چهارم، صص 99-106.
- سازمان آب منطقه‌ای استان لرستان، بخش آمار و هیدرومتری، 1390.
- علیجانی، بهلول (1391)، اقلیم‌شناسی سینوپتیک، چاپ پنجم، زمستان 1391، تهران، سمت.
- فتاحی، ابراهیم؛ دلاور، مجید و نوحی، کیوان (1391)، «پیش‌بینی جریان رودخانه‌های کارون شمالی با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی»، تحقیقات جغرافیایی، سال بیست و هفتم، شماره­ی  اول، صص 52-77.
- قربانی‌زاده خرازی، حسین؛ ثقفیان، بـهرام و حق­نـگهدار، امین (۱۳۸۵)، «بررسی اولیه­ی تأثیر پدیده­ی  انسو، بارش، سطح برف و دما بر دبی متوسط رودخانه­­ی کارون در ایستگاه هیدرومتری پل شالو»، نخستین همایش منطقه­ای آب، بهبهان، دانشگاه آزاد اسلامی واحد بهبهان.
- قویدل رحیمی، یوسف (1383)، «اثر الگوی بزرگ مقیاس گردش جوی ـ اقیانوسی انسو بر تغییرپذیری فصلی اقلیم در ایران: آثار النینوو لانینا بر تغییرپذیری بارش­های بهاریدر آذربایجان شرقی»، فصلنامه­ی مدرس علوم انسانی، دوره­ی نهم، شماره­ی 4، صص 71-88.
- ناصرزاده، محمدحسین و طولابی‌نژاد، میثم (1394)، «نقش گازهای گلخانه‌ای در نوسانات دبی کشکان‌رود»، نشریه­ی  هیدروژئومورفولوژ،ی دوره­ی اول، شماره­ی 2، صص 117-135.
- ناظم‌السادات، سیدمحمدجعفر (1387)، «بررسی تأثیر انسو بر بارندگی پاییزه­ی ایران»، مجموعه مقالات دومین کنفرانس منطقه‌ای تغییر اقلیم، سازمان هواشناسی، صص 264-252.
- یزدانی، وحید؛ حمیدیان‌پور، محسن و داوری، کامران (۱۳۹۲)، «بررسی تأثیر پدیده­ی  انسو بر آبدهی رودخانه‌های شهرستان ساوه»، نخستین کنفرانس ملی آب و هواشناسی، کرمان، دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته کرمان.
- Abtew, W.; Melesse, A.; Dessalegne, T. (2009), “El Niño Southern Oscillation Link to the Blue Nile River Basin Hydrology”, Hydrological Processes, Vol. 23, No. 26, pp. 3653- 3660. doi: 10.1002/hyp.7367.Tibebe Dessalegne
- Bezirtzoglou C.; Dekas, K.; Charvalos, E. Climate Changes (2011). “Environment and Infection: Facts, Scenarios and Growing Awareness from the Public Health Community within Europe, Anaerobe|”, Vol. 17, No. 6, pp. 337-40,
       doi:10.1016/j.anaerobe.2011.05.016.
- Bouma M.J. & Dye, C. (1997), “Cycles of Malaria Associated with El Niño in Venezuela”, Journal of the American Medical Association, Vol. 278, pp. 1772–1784.
- Heidi, M. Cullen & Peter B. Menocal (2000). “North Atlantic Influence on Tigris Euphrates Streamflow”, International Journal of Climatology, Vol. 20, pp. 853–863.
- Karamouz, M. & Zahraie, B. (2004). “Seasonal Stremflow Forecasting Using Snow Budget and ENSO Climate Signal's Application to Salt Basin in Arizona”, ASCE Journal of Hydrology, Vol. 18, pp. 41-56.
- Massei, N.; Laignel, B.; Deloffre, J.; Mesquita, J.; Motelay, A.; Lafite, R. & Durand, A. (2010), “Long-term Hydrological Changes of the Seine River Flower (France) and Their Relation to the North Atlantic Oscillation over the Period 1950-2008”, International journal of climatology, Vol. 30, pp. 2146-2154.
- Okonkwo, C.; Demoz, B. & Gebremariam, S. (2014), “Characteristics of Lake Chad Level Variability and Links to ENSO, Precipitation, and River Discharge”, Hindawi Publishing Corporation, the Scientific World Journal, Vol. 20, pp. 1-14,
       doi: /10.1155/2014/145893
- Ropelewski, C.F. & Jones, P.D. (1987), “An Extension of the Tahiti-Darwin Southern Oscillation Index”, Monthly Weather Review, Vol. 115, pp. 2161-2165.
- Twine, T.; Kucharik, C. & Jonathan, A. Foley, (2005), “Effects of El Niño–Southern Oscillation on the Climate, Water Balance, and Streamflow of the Mississippi River Basin”, Journal of. Climate, Vol. 18, pp. 4840–4861.
- Ward, P.; Eisner, S.; Flörke, M.; Dettinger, M. & Kummu, M. (2014), “Annual Flood Sensitivities to El Niño–Southern Oscillation at the Global Scale”, Hydro Earth System Science, Vol. 18, pp. 47–66, doi: 10.5194/hess-18-47-2014.