شبیه سازی متغیرهای اقلیمی استان سمنان با سناریوهای مدل گردش عمومی جو (hadcm3)

جغرافیا و مخاطرات محیطی

مقاله 1، دوره 4، شماره 3 - شماره پیاپی 15، آبان 1394، صفحه 1-24   

نوع مقاله: پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/geo.v4i3.44214

نویسندگان

زهرا حجازی زاده¹؛ دکتر سید محمد حسینی^{* 2}؛ علی رضا کربلایی درئی¹

¹دانشگاه خوارزمی تهران

²دانشگاه سید جمال الدین اسدآبادی، همدان

چکیده

امروزه مدل سازی و برآورد فراسنج های آب‌وهوا شناختی به سبب گستردگی تغییرات اقلیمی، افکار اغلب اندیشمندان را به خود مشغول کرده است. ازاین رو در این پژوهش برای دستیابی به بازتولید داده‌های اقلیمی و مقایسه سناریوهای مدل گردش عمومی جو از سه متغیر مهم اقلیمی شامل بارش، دمای کمینه و دمای بیشینه در استان سمنان استفاده شده است. بازۀ زمانی داده های این فراسنج ها به‌صورت روزانه است که از بدو تأسیس چهار ایستگاه همدید بیارجمند، شاهرود، گرمسار و سمنان تا سال 2010 را شامل می‌شود و این دوره زمانی به‌عنوان دوره پایه، مورد بررسی قرارگرفته است. همچنین برای مقایسه نتایج به‌دست‌آمده از مدل با داده‌های مشاهداتی از سناریوهای B1، A2 وA1B در مدل HadCM3 تحت برنامه ARS-WG در دوره زمانی 2011 تا 2030 به‌عنوان دوره آتی شبیه سازی بهره گرفته شد. درنهایت نقشه های پهنه بندی مقادیر مشاهداتی و مقادیر شبیه‌سازی‌شده این متغیرها ترسیم شد. نتایج حاکی از این است که به‌طورکلی سناریوهای مورد استفاده در مدل HadCM3، قابلیت بالایی در شبیه‌سازی سری‌های زمانی متغیرهای هواشناسی در این استان را دارا می باشد و انطباق و همپوشانی نسبتاً بالایی بین داده های مشاهداتی در دوره پایه با داده های شبیه‌سازی‌شده در آینده وجود دارد؛ اما سناریوی A1B در اغلب ایستگاه های مورد بررسی، توانمندی چشمگیرتری در شبیه سازی داده ها به‌ویژه در سه ماهه زمستان و بهار دارد. همچنین نتایج نشان داد که بیشترین میزان بارش مشاهداتی و شبیه‌سازی‌شده توسط سناریوها مربوط به ماه مارس و بیشترین دمای کمینه و دمای بیشینه از آن ژولای است. همچنین نقشه‌های پهنه بندی داده‌های مشاهداتی و مدل سازی شده متغیرهای مورد بررسی حاکی از این است که کاهش میزان بارش در سمت شرق، مرکز و شمال استان کاملاً مشهود است و دمای کمینه و بیشینه نیز در سمت شرق و شمال این استان، افزایش قابل توجهی خواهد داشت.

کلیدواژه‌ها

ریزمقیاس نمایی؛ گردش عمومی جو؛ تغییر اقلیم؛ مدل LARS-WG؛ استان سمنان

مراجع

آبابایی، بهنام؛ سهرابی، تیمور؛ میرزایی، فرهاد؛ رضاوردی نژاد، وحید و بختیار کریمی (1389)، اثر تغییر اقلیم بر عملکرد گندم و تحلیل ریسک ناشی از آن (مطالعه موردی: منطقه رود دشت اصفهان)، دانش آب‌وخاک، 135.

اشرف، بتول؛ موسوی بایگی، محمد کمالی، غلامعلی و کامران داوری (1391)، ارزیابی تغییر مصرف آب گندم و چغندرقند با توجه به اثرات تغییر اقلیم در دو دهه آتی در دشت‌های منتخب استان خراسان رضوی، مجله آبیاری و زهکشی ایران، 105.

بابائیان، ایمان و منصوره کوهی (1391)، ارزیابی شاخص‌های اقلیم کشاورزی تحت سناریوهای تغییر اقلیم در ایستگاه‌های منتخب خراسان رضوی، نشریه آب‌وخاک، 953.

باباییان، ایمان و زهرا نجفی (1389)، تحلیل تغییر اقلیم استان خراسان رضوی در دوره‌ 39- 2010 با استفاده از ریزگردانی خروجی الگوی GCM، دو فصلنامه جغرافیا و توسعه ناحیه‌ای، 1.

باباییان، ایمان؛ نجفی نیک، زهرا؛ زابل عباسی، فاطمه؛ حبیبی نوخندان، مجید؛ ادب، حامد و شراره ملبوسی (1388)، ارزیابی تغییر اقلیم کشور در دوره2010 تا 2039 میلادی با استفاده از ریزمقیاس نمایی داده‌های مدل گردش عمومی جو ECHO-G، جغرافیا و توسعه، شماره 16، 135-152.

حق طلب، نفیسه؛ گودرزی، محسن؛ حبیبی نوخندان، مجید؛ یاوری، احمدرضا و حمیدرضا جعفری (1392)، مدل‌سازی اقلیم استان‌های تهران و مازندران با استفاده از مدل اقلیمی LARS-WG و مقایسه تغییرات آن در جبهه‌های شمالی و جنوبی البرز مرکزی، فصلنامه علوم و تکنولوژی محیط‌زیست، 37-49.

خزانه‌داری، لیلی؛ زابل عباسی، فاطمه؛ قندهاری، شهرزاد؛ کوهی، منصوره و شراره ملبوسی (1388)، دورنمایی از وضعیت خشکسالی ایران طی سی سال آینده، دو فصلنامه جغرافیا و توسعه ناحیه‌ای، 98-83.

خورانی، اسدالله و شهربانو مرودشتی (1393)، بررسی آثار تغییر اقلیم بر میزان بازدید از جزیره هنگام، فصلنامه پژوهش‌های جغرافیای طبیعی، 122-109.

روستایی، مریم؛ سهرابی، تیمور؛ مساح بوانی، علیرضا و محمدصادق احدی (1391)، ارزیابی ریسک عملکرد زیست توده گیاه ذرت تحت تأثیر تغییر اقلیم، مجله پژوهش آب در کشاورزی، 425.

روشن، غلامرضا و عبدالعظیم قانقرمه (1393)، احتمال تأثیر تغییر اقلیم بر نوسانات منحنی شدت و فراوانی بارش مؤثر در ایستگاه‌های شمال غرب ایران، مجله جغرافیا و برنامه‌ریزی محیطی، 61-84.

سبحانی، بهروز و فخری سادات فاطمی‌نیا (1393)، مدل‌سازی فراسنج‌های اقلیمی استان خراسان جنوبی، مجله پژوهش‌های جغرافی طبیعی، شماره 3، 332-311.

شاهکویی، اسماعیل و غلامرضا روشن (1392)، تغییرات زمانی درجه- روز مورد نیاز گیاه سویا بر مبنای دگرگونی‌های اقلیمی دهه‌های آینده مطالعه موردی شهرستان گرگان، فصلنامه آمایش جغرافیایی فضا، 51-66.

صالح نیا، نسرین؛ موسوی بایگی، محمد و حسین انصاری (1392)، پیش‌بینی خشکسالی با استفاده از نمایه PDSI به کمک مدل‌های LARS-WG و HadCM3 (مطالعه موردی: حوضه نیشابور)، مجله آبیاری و زهکشی ایران، 93.

ضرغامی، مهدی؛ بابائیان، ایمان؛ حسن‌زاده، یوسف و رضا کنعانی (1391)، مطالعه تغییر اقلیم و اثرات آن بر خشکی (مطالعه موردی: استان آذربایجان شرقی)، فصلنامه علوم و مهندسی آبخیزداری، شماره 18، 61.

عباسی، فاطمه؛ ملبوسی، شراره؛ بابائیان، ایمان؛ اثمری، محمد و رضا برهانی (1389)، پیش‌بینی تغییرات اقلیمی خراسان جنوبی در دوره 2039-2010 میلادی با استفاده از ریزمقیاس نمایی آماری خروجی مدل ECHO-G نشریه آب‌وخاک، شماره 24، 233 -218.

علیزاده، امین؛ صالح نیا، نسرین؛ سیاری، نسرین؛ نصیری فیلاورگانی، مائده و کامران داوری (1392)، پیش‌بینی تغییرات احتمالی بارش مؤثر در پهنه‌های اقلیمی ایران برای زراعت گندم (طی دوره 90 ساله آینده)، آبیاری و زهکشی ایران، 575.

کوهی، منصوره و حسین ثنایی نژاد (1392)، بررسی سناریوهای تغییر اقلیم بر اساس نتایج حاصل از دو روش ریزمقیاس گردانی آماری برای متغیر تبخیر و تعرق مرجع در منطقه ارومیه، مجله آبیاری و زهکشی ایران، 559.

لشکری، اعظم؛ علیزاده، امین و محمد بنایان اول (1390)، بررسی امکان کاهش اثر تغییر پارامترهای اقلیمی بر تولید ذرت دانه‌ای در شمال شرق ایران، نشریه آب‌وخاک، 926.

Alison, L. K., Richard, G. L., & Nicholas, S. R. (2004). RCM rainfall for UK flood frequency estimation: Climate change results. Journal of Hydrology, 318(1), 163-172.

Chang, H., Knight, C. G., Staneva, M. P., & Kostov, D. (2002). Water resource impacts of climate change in Southwestern Bulgaria. Geo Journal, 57(3), 159-168.

Elshamy, M. E., Wheater, H. S., Gedney, N., & Huntingford, C., (2005). Evaluation of the rainfall component of weather generator for climate change studies. Journal of Hydrology, 326(1), 1-24.

Gordon, C., Cooper, C., Senior, C. A., Banks, H., Gregory, J. M., Johns, … & Wood, R. A. (2000). The simulation of SST, seas ice extents and ocean heat transports in a version of the Hadley center coupled model without flux adjustment. Climate Dynamic, 16(1-2), 147-168.

Harmel, R. D. (2002). Evaluating the adequacy of simulating maximum and minimum daily air temperature with the normal distribution. Journal of Applied Meteorology, 41(7), 744-753.

Harmsen, E., Miller, N. L., Schlegel, N. J., & Gonzalez, J. E. (2009). Seasonal climate change impacts on evapotranspiration, precipitation deficit and cop yield in Puerto Rico. Agricultural Water Management, 96(7), 1085-1095.

Hashemi, M. Z., Shamseldin, A. Y., & Melville, B. W. (2011). Comparison of SDSM and LARS-WG for simulation and downscaling of extreme precipitation events in a watershed. Stochastic Environmental Research and Risk Assessment, 25(4), 475-484.

Mavromatis, T., & Hansen, J. W. (2001). Interannual variability characteristics and simulated crop response of four stochastic weather generators. Agricultural and Forest Meteorology, 109(4), 283-296.

Rajabi, A. (2010, January). Modeling of Kermanshah climate by means of downscaling model of Lars-wg. Paper presented at the 2nd National Conference on Utilization Integrated Management of Water Resources, Kerman, Iran.

Rosenberg, N. J., Brown, R. A., Izaurralde, R. C., & Thomson, A. M. (2003). Integrated assessment of Hadley Centre (hadcm2) climate change projections on agricultural productivity and irrigation water supply in the conterminous United States: I. Climate change scenarios and impacts on irrigation water supply simulated with the HUMUS model. Agricultural and Forest Meteorology, 117(1), 73-96.

Semenov, M. A., & Barrow, E. M. (2002). A stochastic weather generator for use in climate impact studies. User Manual: Hertfordshire, UK. Taulis, M. E., & Milke, M. W. (2005). Estimation of WSIM weather simulation parameters in arid climates. Ecological Modeling, 184(2), 177-191.