خشکسالی پدیده­ای اقلیمی است که به لحاظ آماری یک پدیده تصادفی محسوب می­شود و توسط شاخص­های متعددی مورد مطالعه قرار می­گیرد (نصری، 1387). خشکسالی معمولاً به عنوان دوره­ای از زمان که بارندگی به زیر آستانه متوسط می­رسد شناخته می­شود و معمولاً تعیین زمان شروع آن و تعاریف آن بسیار سخت و پیچیده است(امکی و همکاران، 1993). در اغلب منابع خشکسالی پدیده­ای طولانی مدت است که گاهی در دوره­های مرطوب نیز کشیده می­شود (ویلهایت و گلانتز، 1985).

تعاریف خشكی و خشكسالی با یكدیگر متفاوت هستند. برخلاف خشكی كه پدیدة دائمی اقلیمی است، خشكسالی در مناطق خشك و مرطوب رخ می‌دهد و حالتی طبیعی و نرمال از اقلیم می­باشد (چو و کارلیوتیس، 1970). قبل از پرداختن به بحث خشكسالی لازم است در مورد خشكی مطالبی بیان شود.

 1-2- معیارهای تعیین خشكی

ضرایب تجربی و فرمول­های متفاوتی برای تعیین معیارهای خشكی ابداع شده است كه بر اساس پارامترهایی كه هر كدام از این روابط برای تعیین شاخص خشكی در نظر گرفته است، می­توان آن­ها را به 5 گروه تقسیم نمود (کاویانی، 1380):

– روابطی كه معرف رابطه بین بارش سالانه و مجموع دما برای یك سال و یا دوره­های مختلف در طول فصل گرم می­باشند.

– روابطی كه بر اساس رابطه بین بارش و تبخیر استوار هستند.

– روابطی كه به وابستگی بین بارش، دما و رطوبت نسبی اهمیت بیشتری داده‌اند.

– روابطی كه كسری اشباع( كمبود رطوبت) و كسری تبخیر را مد نظر قرار داده­اند.

– روابطی‌كه رابطه بین میزان آب و مجموع دما را‌ به عنوان ضریب خشكی در نظر می‌گیرند.

انتخاب صحیح یك ضریب اقلیمی برای مناطق مختلف جهان آسان نیست، زیرا كاربرد هر رابطه اقلیمی در منطقه­ای بهترین جواب را می­دهد كه با اقلیم محل ابداع روش، شباهت و نزدیكی بیشتری داشته باشد.

از طرف دیگر محدودیت عناصر اقلیمی قابل سنجش عاملی است كه كارائی برخی روابط را تحت تأثیر قرار می­هد.

براساس روش ارائه شده توسط یونسكو كه به شاخص بیوكلیماتیك خشكی معروف است و در آن P بارندگی سالانه و ET تبخیر و تعرق بالقوه است، مناطق خشك به چهار گروه تقسیم می‌شوند (کاویانی، 1380):

1- منطقه فرا خشك:

2- منطقه خشك :

3- منطقه نیمه خشك:

4- منطقه نیمه مرطوب :

 1-3- علل خشكی

به طور كلی 5 عامل مهم باعث ایجاد خشكی می­شوند (کوک و همکاران، 1993).

– دور بودن از منبع رطوبتی (بری بودن)

– فرو رانش آنتی سیكلون­های جنب حاره‌ای دینامیك

– تأثیرات ارتفاعی

– جریان­های حاصل از آب سرد

– آلبیدو

 1-4- علل خشكسالی

به‌طوركلی امروزه پذیرفته شده است كه خشكسالی­های شدید، حاصل تغییرات چرخش اتمسفری و بی‌نظمی­های آن است (کاویانی، 1364). جابجائی رودبادها (جت استریم­ها) از مكان خود، رگبارهای باران‌زا را از برخی مناطق دور و به برخی دیگر نزدیك می­كند. به این معنی كه بی‌نظمی‌های اقلیمی در فواصل بسیار دور بر هم تأثیر می­گذارند.

تحقیقات مختلف، تأثیر متقابل اتمسفر و اقیانوس­ها در مقیاس وسیع را ثابت كرده است (کاویانی، 1364 و چنگنان، 2000). این موضوع اهمیت بی نظمی دمای سطح دریا را ثابت می­كند، چرا كه مشخص شده است این مسئله جریان گرما و رطوبت را در سطح تماس اتمسفر و اقیانوس تحت تأثیر قرار می­دهد. این تغییر در جریان گرما و رطوبت دارای الگوئی است كه به چرخه نوسان جنوبی النینو معروف است. واژه­های النینو و لانینا دو حد این چرخه هستند و شرایط كاملاً متفاوتی را در نقاط مختلف زمین بوجود می­آورند.

1-5- تعاریف انواع خشكسالی

خشکسالی مخرب­ترین پدیده اقلیمی است که به سختی می­توان تغییرات زمانی و فضایی آن را به راحتی تعیین کرد. با توجه به تعاریف مختلف از خشکسالی و انواع آن، ارائه یک مدل پیش بینی به منظور ایجاد یک سیستم پایش و پیش بینی خشکسالی غیر ممکن است. به عنوان مثال خشکسالی هواشناسی که به عنوان اولین نشانه­های خشکسالی شناخته می­شود ممکن است در یک زمان بخصوص مورد توجه قرار گیرد اما تأثیرات آن در سایر منابع آب مانند دبی جریان (خشکسالی هیدرولوژیک) قابل مشاهده نباشد. از طرف دیگر کشاورزان یک منطقه با مشکل کمبود رطوبت خاک (خشکسالی کشاورزی) مواجه نباشند. اما پس از مدتی و عادی شدن وضعیت ریزش­های جوی، شاهد کاهش دبی جریان یا رطوبت خاک باشیم. شکل 1-1 متغیرهای هیدرولوژیکی یک منطقه که تحت تأثیر خشکسالی قرار می­گیرند نشان می­دهند. شکل 1-2 نیز تغییرات زمانی تأثیر خشکسالی بر متغیرهای هیدرولوژیک را نشان می­دهد.