Compare Standard Precipitation Index and TOPSIS ranking method to assess the drought adventure Condition in Khouzestan province

Document Type : Research Article


1 Assistant Professor of Renewable Energies and Environment Dep., Faculty of New Sciences and Technologies, University of Tehran, Iran

2 M.Sc student of Ecohydrology, Faculty of New Sciences and Technologies, University of Tehran, Iran


The drought status studies as a natural hazard in different areas in order to develop plans to deal with drought and risk management is very important. They are lots of indices for drought assessment which based on climatic effective quantities. Check simultaneously occurrence situation of drought indices categories can be a useful framework for conformity assessment profiles. The aim of this study was to compare two methods, TOPSIS ranking method and standardized precipitation index (SPI) for drought condition in Khouzestan province and their performance in this review. In another part of the study, the sensitivity of TOPSIS method to determine that which of four climatic parameters are affecting climate drought or wet has been done and provided as tables. In this study it is found that these two methods to determine the intensity and condition of drought, are good and have similar performance but for measure the intensity of wet, standard index (SPI) isn’t useful. In fact, This method just determine that, the target year is wet or not. For example, the lowest value for this index was -3.04 which is related to Abadan station at 1390 and this number indicates severe drought, also the highest value was 1.33 which is related to Ahwaz station so it located in normal (wet) category. TOPSIS ranking method in addition to determine the intensity of the drought, also can present the condition of wet years numerically. According to calculations, 1390 was the driest year between all stations and 1371 was the wettest year for all stations. Also, To determining The sensitivity of TOPSIS method, it was found that the most sensitive parameter among the climatic parameters, related to the number of rainy days and low sensitivity is for relative humidity between all the parameters.


]1[. اختری، روح‌انگیز؛ مهدیان، محمدحسین؛ مرید، سعید (1388). تجزیه‌و‌تحلیل مکانی شاخص‌های خشکسالی SPI و EDI در استان تهران. مجلة منابع آب ایران. سال سوم. شمارة 3 :38- 27.
]2[. حنفی، علی؛ خوش‌اخلاق، فرامرز؛ سلطانی، محسن (1391). تحلیل خشکسالی‌های استان تهران با استفاده از شاخص SPI و پیش‌بینی آن براساس مدل زنجیرۀ مارکوف، مجلة جغرافیا و پایداری محیط. سال دوم. شمارۀ 3: 100-87.
]3[. رجبی، منصور؛ مرادی، حمیدرضا؛ فرج‌زاده، منوچهر (1384). بررسی ارتباط بین شدت، مدت و فراوانی خشکسالی‌های هواشناسی در استان فارس. کنفرانس بین‌المللی مخاطرات زمین، بلایای طبیعی و راهکارهای مقابله با آنها. دانشگاه تبریز: 737-731.
]4[. روشن، غلامرضا؛ میرکتولی، جعفر؛ شکور، علی (1390). یک روش جدید برای تکنیک اولویت‌بندی براساس تشابه راه‌حل‌های ایده‌آل (TOPSIS) در مطالعة موردی ایستگاه شیراز. مجلة بین‌المللی علوم فیزیکی. جلد 7. شمارة 23: 211-197.
]5[. ساروی، محمد؛ صفدری، علی‌اکبر؛ مهدوی، محمد (1389). بررسی شدت، مدت و فراوانی خشکسالی در حوزة آبخیز کارون با استفاده از شاخص SPI. مجلة منابع طبیعی ایران. شمارة 57: 620- 607.
]6[. سلیمانی ساردو، فرشاد؛ سلطانی کوپایی، سعید؛ سلاجقه، علی (1387). تحلیل گسترة خشکسالی با استفاده از شاخص استاندارد بارش (SPI) در استان کرمان، اولین کنفرانس بین‌المللی بحران آب، دانشگاه زابل، 22-20 اسفند: 511-496.
]7[. فاتحی مرج، احمد؛ باقری‌نیا، مژگان (1390). بررسی خشکسالی مراتع غرب ایران با استفاده از تصاویر ماهوارۀ MODIS در سال 1386 تا سال 1389. مجلة آبخیزداری ایران. دورۀ پنجم. شمارة 16. پاییز1390: 22-13.
]8[. کردوانی، پرویز (1371). منابع و مسائل آب ایران. تهران: انتشارات دانشگاه تهران.
]9[. مقدسی، مهرنوش؛ مرید، سعید (1384). پایش خشکسالی در استان تهران با استفاده از شاخص‌های SPI، DI، EDI و GIS در بازة سال‌های 1380-1377. مجلة برنامه‌ریزی و آمایش فضا. دورة نهم. شمارة 1: 215-197.
]10[. موحدی، سعید؛ حیدری ناصرآبادی، بهروز؛ هاشمی عنا، سید کرامت؛ رنجبر، فیروز (1391). پهنه‌بندی نواحی اقلیمی استان خوزستان. مجلۀ فضای جغرافیایی دانشگاه آزاد اسلامی. سال دوازدهم. شمارة 40 :73-64.
]11[. نقوی، محمدرضا؛ بیگلری، شادی (1392). نقش مخاطرات طبیعی (خشکسالی کشاورزی) در مهاجرت روستایی با استفاده از روش (SAW) نمونة موردی: دهستان شهدا شهرستان بهشهر. مجلة جغرافیای طبیعی. دورۀ 6. شمارۀ 19: 97-85.
[12]. Agnew, C.T. (2000). Using the SPI to identify drought. Journal of Drought Network News. 12: 245-253.
[13]. Bonaccorso. B., I. Bordi., A. Cancelliere., G. Rossi. and A. Sutera. (2003). Spatial variability of drought: An analysis of the SPI in Sicily. Water Resources Management. 17: 273-296.
[15]. Karl, T. R. and W. E. Rebsame. (1984). The identification of 10-to 20- Year temperature and precipitation fluctuation in the contiguous United States. Journal of Climate and Applied Meteorology. 23: 950-966.
[16]. Liu, L., Hong, Y., Bednarczyk, C.N., Yong, B., Shafer, M.A., Riley, R., and Hocker, J.E. (2012). Hydro-climatological drought analyses and projections using meteorological and hydrological drought indices: a case study in Blue River Basin. Oklahoma. Journal of Water Resources Management. 26: 2761–2779.
[17]. Livida, I. and V. D. Assimkaopoulos. (2007). Spatial and temporal analysis of drought in Greece using the Standardized Precipitation Index (SPI). Journal of theoretical and applied climatology.89:143-153.
[18]. Mckee, T. B., Doesken, N. J. and J. Kleist. (1993). The relationship of drought frequency and duration to time scales. Preprints Eighth Conference on Applied Climatology.5: 179-184.
[19]. Moreira, E. E, Coelho. A, Paulo. A, Preira. S, Mexia. (2008). SPI-based drought category prediction using log linear models, Journals of Hydrology. 354, 116-130.
[20]. Natale, H.K., and Yew Gan, T. (2003). Drought indices and their application to east Africa. International Journal of Climatology. 23: 26-33.
[21].  Serogio, M., and Vicente S. ( 2006). "Differences in Patterns of Drought on Different Time Scales: An Analysis of the Iberian Peninsula", Journal of Water Resources Management. 20: 37-60.
[22].Silva, V. P. R. (2003). On climate variability in Northeast Brazil. Journal of Arid Environment. 54: 256-367.
[23].  Szalai, S., and Szinell, C. (2000). Comparison of two drought indices for drought monitoring in Hungary - a case study. Kluwer, Dordrecht. 325pp.
[24].  Tsakiris, G., and Vangelis, H. (2004). Towards a drought watch systems based on spatial SPI, Water resources Research Management, 18: 1-12.