تبخیر و خشکسالی در ایران و غرب آسیا

خشک‌سالی در ایران و کشورهای غرب آسیا بیش از آن‌که نتیجه کاهش بارش باشد، پیامد افزایش دما و تبخیر ناشی از گرمایش زمین است.

اوایل فروردین سال ۱۳۹۸، سازمان هواشناسی هشدار بارش‌های شدید و وقوع سیلاب را برای مناطق مختلف ایران صادر کرد. بلافاصله خودروهای خاک‌برداری شروع به لایروبی مسیل‌های آب کردند، اما هیچ‌کس فکر نمی‌کرد سیلاب‌هایی که هشدارشان داده شده بود، خیابان‌ها و کوچه‌ها و ساختمان‌هایی را که سال‌ها پیش بستر رودخانه‌ها بوده، دوباره به تسخیر آب درآوردند و به عنوان مثال در شیراز، تنها در عرض ده دقیقه، ۲۰۰ خودرو را واژگون نماید. در فضای خبری ناشی از آن وضعیت بود که عده‌ای مسئله خشک‌سالی و کم‌آبی در ایران را زیر سوال بردند و از اساس منکر آن شدند.

شش سال بعد، در اردیبهشت ۱۴۰۴، فضای مجازی کشور پر شد از تصاویر سدهای اطراف تهران، با این توضیح که این سدها به زودی کاملا خالی می‌شوند و روز صفر بحران آب در پایتخت نزدیک است، چرا که بارش کمی در سال قبل داشته‌ایم و در دوران خشک‌سالی به سر می‌بریم. باز هم مسئله خشک‌سالی و قطحی آب در ایران سر زبان‌ها می‌افتد و البته این‌بار، مردم شهرهای مختلف ایران، بعد از سال‌ها دوباره قطعی و فشار پایین آب را در زندگی روزمره‌شان تجربه می‌کنند.

این مقاله قصد دارد مسئله بارش و خشک‌سالی را در ایران، با مراجعه به برخی آمارهای جهانی و محلی کمی شفاف‌تر کرده و نشان دهد، خشک‌سالی، در بیشتر مناطق جهان، و از جمله ایران، بیش از آنکه به‌خاطر کاهش بارندگی‌ها رخ داده باشد، نتیجه افزایش دما و به دنبال آن شدت گرفتن تبخیر بوده است. البته پیش از آن سعی می‌کند به این سوال‌ها پاسخ دهد که خشک‌سالی چیست و چطور سنجیده می‌شود؟ آیا خشک‌سالی‌ها در جهان و در منطقه ما در حال افزایش هستند؟ و آیا مجموع بارش‌های ایران و جهان در سال‌های اخیر رو به کاهش بوده است؟

خشک‌سالی چیست؟

در میان پرسش‌ها شاید برای شروع مناسب‌تر باشد تا درباره خود خشک‌سالی فکر کنیم. اول از همه باید در نظر گرفت که مقدار آب موجود در چرخه بارش و تبخیر کره زمین تقریبا ثابت است. در طول ۱۲۰ سال گذشته، در مجموع وضعیت جهانی خشک‌سالی، به معنای کاهش مجموع بارش‌ها، در دنیا رخ نداده، اما افزایش دما و افزایش تبخیر در کنار نامنظم شدن الگوی بارش‌ها منجر به افزایش دوره‌ها و شدت خشکسالی‌های کشاورزی و زیست‌محیطی شده است^[۱]. میزان بارش در هر منطقه، در هر سال و حتی در هر فصل و ماه، نسبت به سال‌ها و فصل‌ها و ماه‌های دیگر نوسان زیادی دارد. اما می‌توان بعد از مدتی، مقداری نرمال برای بارش‌های سالانه در هر منطقه در نظر گرفت و نسبت به آن مشخص کرد میزان بارش‌ها بیشتر از حد معمول است یا کم‌تر.

برای سنجش وضعیت بارش‌های یک منطقه، در قدم اول ایستگاه‌های هواشناسی به‌طور منظم و روزانه مقدار بارش را اندازه‌گیری و ثبت می‌کنند. به عنوان مثال، ایستگاه سینوپتیک شمیران در سال ۱۳۹۴، حدود ۳۵۵ میلی‌متر بارش ثبت کرده است. علاوه بر سنجش مستقیم ایستگاهی، امروزه می‌توان بدون استفاده از داده‌های ایستگاه و بر مبنای داده‌های ماهواره‌ای نیز بارش را در هر زمان و مکان سنجید.

مسئله اصلی در اینجا درک روند کلی بارش از میان انبوهی از داده‌های پرنوسان است. برای سنجش دقیق‌تر خشک‌سالی، شاخص استاندارد بارش (SPI) تعریف و محاسبه می‌شود. این شاخص سعی می‌کند تا بارندگی را در دوره‌های سه‌ماهه، شش‌ماهه و یک‌ساله، با میانگین بلندمدت‌تر مقایسه کند و نسبت به انحراف مثبت و منفی از این میانگین، دوره‌های خشک‌سالی و ترسالی را شناسایی نماید. مثلا اگر این شاخص برای یک دوره سه‌ماهه مساوی با صفر شود، یعنی در این سه ماه، بارش دقیقا مساوی با میانگین بلندمدت است. به میزانی که این شاخص از صفر فاصله بگیرد، تغییرات نسبت به میانگین شدید‌تر است. تقسیم‌بندی‌های این شاخص در جدول ۱ آمده است. باید توجه داشت که علاوه بر خود شدت خشک‌سالی، پراکندگی مکانی خشک‌سالی نیز شاخص بسیار مهمی است. ممکن است یک سال خشک‌سالی با شدت کم‌تر، اما در مناطق وسیع‌تری تجربه شود یا برعکس.

تبخیر و خشکسالی در ایران و غرب آسیا — جدول ۱ – شاخص SPI برای خشک‌سالی

از آنجایی که ارزیابی‌های مرتبط با خشک‌سالی، در نهایت معمولا مدیریت منابع آبی استفاده می‌شود، بررسی صرف تغییرات بارش به تنهایی نمی‌تواند معیار قضاوت برای خشک‌سالی قرار گیرد و لازم است مسئله تبخیر نیز به آن اضافه گردد. شاید هنوز از اینکه گرمایش زمین و افزایش دما، منجر به کاهش بارندگی‌ها می‌شود، مطمئن نباشیم، اما اینکه افزایش دما به سرعت منجر به افزایش تبخیر و کاهش منابع آبی سطحی می‌گردد، بدیهی است. مثلا میزان تبخیر آب سدها در ایران به طور میانگین ٪۱۰ از حجم کل مخازن در سال تخمین زده می‌شود^[۲]. به همین دلیل است که در اکثر مطالعات تغییرات بلندمدت اقلیم، به جای شاخص بارش، از شاخص تبخیر و بارش همزمان استفاده می‌گردد. در واقع با استفاده از داده‌های دما و رطوبت هوا، شاخص بارش با در نظر گرفتن شدت تبخیر اصلاح می‌گردد. بسیار پیش می‌آید که استفاده از شاخص بارش به تنهایی، خشک‌سالی را در منطقه‌ای خفیف تخمین می‌زند، اما شاخص تبخیر و بارش همان خشک‌سالی را در طبقه شدید قرار می‌دهد.

برای درک بهتر تأثیر دما و شدت تبخیر بر وضعیت خشک‌سالی بهتر است به یک پژوهش منتشرشده در سال ۲۰۲۵ نگاهی بیندازیم. در بیشتر پژوهش‌های از این دست، منطقه مورد مطالعه به پهنه‌های اقلیمی مختلف تقسیم‌بندی می‌شود. بدیهی است که پهنه‌های اقلیمی بر مرزهای سیاسی انطباق ندارند. به عنوان مثال، کوهستان غرب فلات ایران بین کشورهای ایران، عراق، ترکیه و سوریه تقسیم‌ شده است. در این پژوهش، شاخص SPI برای منطقه غرب آسیا و شمال آفریقا از سال ۱۹۸۰ تا ۲۰۲۱ محاسبه گردیده است. بر اساس این شاخص، دوره‌های خشک‌سالی، تقریبا در تمامی اقلیم‌ها کم‌تر از شدید و در بلندمدت، تعداد دوره‌های ترسالی و خشک‌سالی برای تمام اقلیم‌ها تقریبا یکسان بوده است. در این پژوهش، شاخص SPI نشان می‌دهد که در برهه ۱۹۸۰ تا ۲۰۲۱، کم‌ترین دوره‌های خشک‌سالی را مناطقی با آب‌وهوای کوهستانی تجربه کرده‌اند که کوهستان‌های غرب و شمال ایران نیز جزء همان دسته به حساب آمده‌اند.

اما زمانی که شاخص SPI در این پژوهش، با میزان تبخیر تصحیح شد و به شاخص SPEI تبدیل گردید، نتیجه کاملا متفاوت بود. به طوری که می‌توان گفت در سال ۱۹۹۸ یک نقطه عطف برای تمام مناطق آب‌وهوایی غرب آسیا پدید آمده است. تقریبا تمام پهنه‌های اقلیمی غرب آسیا، از حدود سال ۱۹۹۸، وارد دوره‌های خشک‌سالی متوسط و شدید شده‌اند و شاخص SPEI در بیشتر اوقات بالای یک بوده است. در واقع افزایش دمای هوا به میزان متوسط یک درجه در این مناطق، منجر به این مسئله شده است^[۳]

همان‌طور که در نمودارهای شکل ۲ قابل مشاهده است، یک سال می‌تواند نسبت به میانگین بلندمدت پرباران یا کم‌باران باشد و این روند سال بعد یا بعدتر آن کاملا جابه‌جا شود. در واقع خشک‌سالی یا ترسالی در بسیاری از نقاط جهان، تحت تأثیر پدیده‌های چندساله‌ای مثل ال‌نینو یا لانینا است[۴]. به عنوان مثال، انطباق خوبی بین دوره‌های خشک‌سالی غرب آسیا و وقوع پدیده لانینا در اقیانوس آرام وجود دارد که ناشی از اثر لانینا بر انحراف و تضعیف جریان‌های باران‌زای جوی در غرب آسیا و شمال آفریقا است.

چرخه‌های پنهان آب در اقیانوس آرام و اقلیم غرب آسیا

بارندگی در واقع بخشی از چرخه آب در کره زمین است که در آن آب از سطح منابعی مثل دریاها و اقیانوس‌ها تبخیر شده، در جو حرکت می‌کند و در مکانی دیگر دوباره متراکم شده و فرو می‌ریزد. بنابراین در این چرخه، دما و جریان آب دریاها یک شاخص بسیار تعیین‌کننده به شمار می‌آید که روی پدیده‌های بسیاری همچون وزش باد، میزان تبخیر و بارندگی اثر می‌گذارد. بزرگ‌ترین جریان آب دریایی در اقیانوس آرام در حال وقوع است که به صورت طبیعی جریان و نیز آب گرم سطحی از شرق اقیانوس آرام به سمت غرب آن حرکت می‌کند و منجر به بارش در منطقه جنوب شرق آسیا شده و از طرف دیگر، آب سردتری که به جهت مخالف حرکت کرده، سواحل قاره آمریکا را خنک می‌کند. در پدیده ال‌نینو، این جریان به درستی عمل نمی‌کند و برعکس می‌شود. این بار کاهش بارش در شرق آسیا و افزایش بارش در سواحل غربی قاره آمریکا تجربه می‌شود.

اما در پدیده لانینا شرایط طبیعی جریان‌های آبی، به صورت شدیدتر از حد معمول تجربه می‌شود؛ به این صورت که بادهای تجاری اقیانوس آرام با شدت خیلی بیشتر از حالت معمول، آب گرم را در سواحل غربی اقیانوس آرام جمع کرده و این مناطق بارش‌های شدیدتر از حد معمولی را پذیرا می‌شوند. بر اثر همین شرایط است که افزایش بارش در جنوب شرق آسیا، افزایش فشار هوا و کاهش صعود هوای مرطوب در مناطق دیگر آسیا، از جمله غرب آسیا و در نتیجه دوره‌های خشک‌سالی را در پی دارد[۵].

شکل ۴ شمایی از این پدیده‌ها را نمایش می‌دهد. البته سازوکارهای دیگری نیز در اثر لانینا در منطقه غرب آسیا رخ می‌دهد که در حوصله این متن نمی‌گنجد، اما به‌طور خلاصه می‌توان گفت انطباق خوبی بین دوره‌های خشک‌سالی غرب آسیا و وقوع پدیده لانینا در اقیانوس آرام وجود دارد که ناشی از اثر لانینا بر انحراف و تضعیف جریان‌های باران‌زای جوی در غرب آسیا و شمال آفریقا است. اگرچه عوامل دیگری نیز در این خشک‌سالی موثرند.

سال‌های داغ و کم‌باران

پرسش بعدی این است که آیا در بلندمدت، بارش‌ها در حال کاهش است یا خیر؟ برای درک روند بلندمدت بارش‌ها، باید بتوان از میان داده‌های بارش با نوسان بالا در طول زمان، روند کلی بارش را استخراج کرد. علاوه بر نوسان بالای داده‌ها در طول زمان، تنوع مکانی و اقلیمی نیز چالش دیگری در فهم داده‌های بارش است. برای مثال شکل ۵، نوسانات بارش در ایران در پنجاه سال اخیر را نشان می‌دهد. اما این مجموع بارش‌ها در کل کشور است و روند بارش‌ها در مناطق کوچک‌تر می‌تواند کاملا متفاوت باشد. مثلا در یک پهنه اقلیمی ممکن است شاهد افزایش بارندگی در بلندمدت باشیم. هم‌چنین همان‌طور که اشاره شد، تقسیم‌بندی محدوده جغرافیایی مطالعه بر پایه مرز سیاسی کشورها، از جامعیت نتایج مطالعه می‌کاهد.

همان‌طور که در شکل ۵ دیده می‌شود، می‌توان گفت که در یک برهه چهل‌ساله، سالانه دو میلی‌متر از بارش میانگین در ایران کم شده است. البته اگر روند بارش‌های فصلی، به عنوان مثال روند باران‌های بهاره را در نظر بگیریم، یا تغییرات میزان بارش در مناطق مختلف را مورد بررسی قرار دهیم، این روند کاهشی کلی لزوما به چشم نمی‌آید. با این وجود، بررسی روند دمایی در ایران نشان از افزایش حدودا ۰.۰۲۵ درجه در هر سال دارد. بنابراین می‌توان گفت همچنان عامل اصلی خشک‌سالی افزایش دما و شدت تبخیر است تا کاهش بارش، هرچند در کشور ما بارش نیز کاهش یافته است[۶]. این نکته از این جهت حائز اهمیت است که بدانیم حتی بدون در نظر گرفتن مسائل انسانی و مدیریتی، وضعیت منابع آبی صرفا به میزان بارش‌ها وابسته نیست و دست انسان در دست‌کاری شاخص تبخیر نیز باز است. در واقع برای مدیریت تنش آبی شاید انسان نتواند روی میزان بارش اثر بگذارد، اما می‌تواند تا حدی اثر شدت تبخیر روز‌افزون را بر منابع آبی خود بکاهد.

شکل ۶ مقدار شاخص SPI برای بارش میانگین در ایران را بین سال‌های ۱۹۸۹ تا ۲۰۱۸ نمایش می‌دهد. برهه‌های دو تا پنج ساله خشک‌سالی و ترسالی در این نمودار قابل مشاهده است[۷].

شکل ۷ نشان می‌دهد در برهه ۱۹۸۹ تا ۲۰۱۸ بیشتر مناطق ایران شدت خشک‌سالی‌های سالانه مشابهی را تجربه کرده‌اند.

البته، جدای از میزان بارندگی، خود نوع و زمان بارندگی نیز در تعیین وضعیت خشک‌سالی و ترسالی مهم است. بین یک بارش آرام و مداوم و یک بارش ناگهانی و شدید در مدت کوتاه‌تر، تفاوت‌های بسیاری وجود دارد. مثلا بارش‌های ناگهانی منجر به بروز سیلاب‌ها و خسارت‌های مختلف می‌شود و ذخیره‌سازی آنها در طبیعت نیز دشوار است. بنابراین علاوه بر میزان بارش در طول زمان و در مناطق مکانی مختلف، الگوی بارش نیز باید برای درک وضعیت خشک‌سالی و ترسالی در نظر گرفته شود. مثلا یک مطالعه منتشرشده در سال ۲۰۲۲ نشان داد که از سال ۱۹۵۰ تا ۲۰۱۹، اگرچه بارش سالانه ایستگاه‌های واقع در دریاچه ارومیه، دریای خزر و حوضه‌های مرزی شرقی روند کاهشی داشته‌اند، تعداد روزهای بارانی رو به افزایش گذاشته که به معنای وقوع بارش‌های سبک‌تر در این مناطق است. اما در عین حال در مناطق مرکزی و غربی ایران، افزایش بارش‌های شدید تجربه شده است (منظور از بارش‌های شدید در اینجا، بارش‌های بالای ۳ ساعت، ۶ شش ساعت و ۲۴ ساعت است[۸]. در نتیجه به‌طور کلی باید در نظر داشت که سنجش بارندگی دارای پیچیدگی‌هایی‌ست و صرف توصیف بیشتر یا کم‌تر شدن بارش، برای بیان وضعیت خشک‌سالی و ترسالی کفایت نمی‌کند.

جمع‌بندی و نتیجه‌گیری

خشک‌سالی‌های دوره‌ای در منطقه غرب آسیا سابقه‌ای چند هزارساله دارد و روندی طبیعی محسوب می‌شود. از حکایت خشک‌سالی هفت‌ساله در مصر باستان تا دعای ایرانیان قدیم برای در امان ماندن از خشک‌سالی و دروغ، نشان از آن دارد که خشک‌سالی همواره بخشی از زندگی مردم این بخش از کره زمین بوده است. پژوهش‌های معاصر نیز تأیید می‌کند که خشک‌سالی در منطقه غرب آسیا تابع الگوهای دوره‌ای جریان‌های آب اقیانوسی، به‌خصوص پدیده لانیناست. بنابراین نمی‌توان از اساس مسئله خشک‌سالی را گردن به تغییرات اقلیمی جدیدتر و گرمایش زمین در دوران معاصر انداخت. به بیان بهتر خشک‌سالی‌های دوره‌ای در منطقه و کشور ما طبیعی به شمار می‌آیند و باید میان آن‌ها و تغییرات جدیدتر ناشی از گرمایش زمین و تغییرات اقلیم تفاوت قائل شد.

اما آنچه در دوران معاصر به روند طبیعی خشک‌سالی‌های طبیعی در این منطقه اضافه شده، افزایش دما و در نتیجه آن، افزایش شدت تبخیر است. در واقع در روند گرم شدن کره زمین، غرب آسیا تقریبا شدیدترین افزایش نسبی دما را تجربه می‌کند. بررسی داده‌های هواشناسی حکایت از آن دارد که منطقه غرب آسیا بیش از اینکه شاهد کاهش بارش باشد، از افزایش شدت تبخیر رنج می‌برد. این مسئله، مناطق درگیر با خشک‌سالی را به طرز چشم‌گیری افزایش داده است.

در ایران نیز می‌توان گفت کاهش مجموع بارش‌ها و افزایش دما در پنجاه سال اخیر نشان می‌دهد که مسئله از یک خشک‌سالی دوره‌ای فراتر رفته و با یک وضعیت بلند مدت‌تر مواجه هستیم. در کنار همه این‌ها، الگوی بارندگی نیز تغییراتی داشته و در مناطقی از کشور، بارش‌ها شدید‌تر و ناگهانی‌تر شده‌اند. مدیریت و نحوه مصرف منابع آب نیز در دوران معاصر کاملا تغییر کرده است. باید توجه داشت که انسان در این منطقه از کره زمین، توانسته طی هزاران سال با درک منطق رفتار طبیعت و هماهنگی با دوره‌های خشک‌سالی و ترسالی به زندگی خود ادامه دهد. تغییرات جدیدتر باید زنگ خطری باشد بر اینکه این هماهنگی و تطبیق‌پذیری با اراده بیشتری پیگیری شود؛ نه اینکه منجر به افزایش نگاه جبری و بی‌عملی در مقابل پدیده خشک‌سالی گردد.