چشم‌انداز تغییرات بارش در شمال غرب ایران با استفاده از مدل‌های گردش کلی جو تحت سناریوهای اقلیمی

جغرافیا و مخاطرات محیطی

مقاله 8، دوره 8، شماره 1 - شماره پیاپی 29، فروردین 1398، صفحه 133-151   

نوع مقاله: پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/geo.v0i0.80780

نویسندگان

شادیه حیدری تاشه کبود¹؛ عباس مفیدی²؛ اکبر حیدری تاشه کبود^{* 2}

¹دانشگاه کشاورزی و منابع طبیعی ساری

²دانشگاه فردوسی مشهد

چکیده

یکی از چالش‌های اساسی مدیریت و برنامه‌ریزی منابع آب کشور، نبود اطلاعات کافی از وضعیت وقوع منطقه‌ای بارش‌ها در آینده، به‌ویژه در پایان قرن بیست و یکم است. لذا در این پژوهش به بررسی چشم‌انداز تغییرات بلندمدت بارش در شمال غرب کشور پرداخته شد. بدین منظور از داده­های 5 مدل گردش کلی جو تحت دو سناریوی خوش‌بینانه و بدبینانه (RCP4.5 و RCP8.5) با کاربست مدل ریزگردانی LARS-WG6 بهره گرفته شد و تغییرات بارش در طول سه دوره زمانی مختلف (2040-2021، 2070-2051 و 2100-2081) نسبت به دوره پایه (2010-1980) مورد بررسی قرار گرفت. جهت واسنجی و صحت­سنجی مدل LARS-WG، داده­های مشاهداتی و داده‌های خروجی مدل‌ها با استفاده از آزمون­های F و T و همچنین شاخص­های MAE، MSE، RMSE و R2 مورد مقایسه و ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاکی از کارآیی مناسب مدل‌ها برای منطقه مورد مطالعه است. بررسی بارش‌ها در شمال غرب کشور نشان داد که میزان بارش در بیشتر مدل­ها به‌ویژه مدل‌های EC-EARTH و MIROC5، در دوره 2040-2021، نسبت به دوره پایه افزایش خواهد یافت. در مقابل، در دو دوره 2070-2051 و 2100-2081 تمامی مدل‌ها به‌استثنای HadGEM2 کاهش بارش را بر روی منطقه نشان می‌دهند. بر اساس شرایط متوسط، انتظار می­رود میزان بارش در سطح منطقه در دوره 2040-2021 به میزان 3/0 درصد افزایش و در دو دوره 2070-2051 و 2100-2081 به ترتیب به میزان 7/0 و 4/1 درصد کاهش را نسبت به دوره پایه تجربه نماید. بیشترین تغییرات کاهشی و افزایشی بارش نیز درمجموع بر اساس سناریو RCP8.5 شده است. همچنین نتایج حاصل از این پژوهش و استفاده از مدل‌های مختلف نشان داد که بررسی چشم‌انداز تغییرات بلندمدت بارش به دلیل پیچیدگی فرآیند بارش تنها با استفاده از یک مدل GCM و یک سناریو، عدم قطعیت­های زیادی خواهد داشت و لازم است از سناریوها و مدل‌های گردش کلی جو و ریزگردانی­های مختلف استفاده نمود.

کلیدواژه‌ها

بارش؛ تغییر اقلیم؛ شمال غرب؛ گردش کلی جو؛ LARS-WG6؛ RCP

مراجع

اسپنانی، کیامرث؛ شهیدی، علی؛ رستمیان، رخساره؛ فرزانه، محمدرضا؛ 1391. بررسی تغییر اقلیم در دوره‌های آتی به کمک مدل SDSM (مطالعه موردی: حوضه بهشت‌آباد کارون شمالی). چاپ در مجموعه مقالات اولین همایش ملی بیابان. تهران، ص 11.

آقاشاهی، محسن؛ اردستانی، مجتبی؛ نیک‌سخن، محمدحسین؛ طهماسبی، بهشته؛ 1391. معرفی و مقایسه مدل‌های LARS-WG و SDSM به منظور ریزمقیاس سازی پارامترهای زیست‌محیطی در مطالعات تغییر اقلیم. چاپ در مجموعه مقالات ششمین همایش ملی و نمایشگاه تخصصی مهندسی محیط‌زیست. تهران. ص 10.

ثانی‌خانی، هادی؛ گوهردوست، محمدرضا؛ صادقی، مرتضی؛ 1395. بررسی اثرات تغییر اقلیم بر رواناب حوزه آبخیز قره چای در استان مرکزی. پژوهشنامه مدیریت حوزه آبخیز. شماره 13. 22-12.

جهانبخش، سعید؛ موحد دانش، علی اصغر؛ مولوی، واحد؛ 1380. تحلیل مدل‌های برآورد تبخیر-تعرق برای ایستگاه هواشناسی تبریز. دانش کشاورزی. شماره 2. 65-51.

حسینی، سید اسعد؛ احمدی، حمزه؛ 1395. چشم‌انداز تغییرات دما با استفاده از ریزمقیاس نمایی آماری خروجی-های مدل HadCM3. نشریه هواشناسی کشاورزی. شماره 1. 73-68.

خلیلی اقدم، نبی؛ مساعدی، ابوالفضل؛ سلطانی، افشین؛ کامکار، بهنام؛ 1391. ارزیابی توانایی مدل LARS-WG در پیش‌بینی برخی پارامترهای جوی سنندج. پژوهش حفاظت آب و خاک. شماره 4. 122-85.

رسولی، علی اکبر؛ رضایی‌بنفشه، مجید؛ مساح‌بوانی، علیرضا؛ خورشیددوست، علی‌محمد؛ قرمزچشمه، باقر؛ 1393. بررسی اثر عوامل مرفو- اقلیمی بر دقت ریز مقیاس گردانی مدل LARS-WG. نشریه علوم و مهندسی آبخیزداری ایران. شماره 24. 18-9.

سلیقه، محمد؛ 1395. آب و هواشناسی سینوپتیک ایران. انتشارات سمت. 124-130.

صلاحی، برومند؛ گودرزی، مسعود؛ حسینی، سید اسعد؛ 1396. پیش‌بینی تغییر پارامترهای اقلیمی حوضه آبریز دریاچه ارومیه در دوره 2030-2011. نشریه علوم و مهندسی آبخیزداری ایران. شماره 37. 57-47.

طائی‌سمیرمی، سیاوش؛ مرادی، حمیدرضا؛ خداقلی، مرتضی؛ 1394. پیش‌بینی تغییرات برخی از متغیرهای اقلیمی با استفاده از مدل ریز مقیاس‌سازی LARS-WG و خروجی مدل HadCM3 تحت سناریوهای مختلف. مهندسی و مدیریت آبخیز. شماره 2. 156-145.

طباطبایی، سید علی؛ حسینی، مهرداد؛ 1382. بررسی تغییر اقلیم در شهر سمنان بر اساس پارامترهای بارش ماهیانه و متوسط دمای ماهیانه. چاپ در مجموعه مقالات سومین کنفرانس منطقه‌ای تغییر اقلیم سازمان هواشناسی کشور. دانشگاه اصفهان. ص 8.

قائمی، هوشنگ؛ زرین، آذر؛ خوش اخلاق، فرامرز (1395. اقلیم شناسی مناطق خشک. انتشارات سمت. 62-83.

هوشیار، احمد؛ سبحانی، بهروز؛ حسینی، سید اسعد؛ 1397. چشم‌انداز تغییرات دماهای حداکثر ارومیه با استفاده از ریزگردانی آماری خروجی مدل CanESM2. جغرافیا و برنامه‌ریزی. شماره 63. 325-305.

Dettinger MD, Cayan DR, Meyer M, Jeton AE., 2004. Simulated hydrologic responses to climate variations and change in the Merced, Carson, and Amercan River basins, Sierra Nevada California. 1900-2099. Climate Change 62: 283-317. DOI: 10.1023/ B:CLIM. 0000013683.13346.4.

Dibike YB, Coulibaly P., 2005. Hydrologic impact of climate change in the Saguenay Watershed: Comparison of Ownscaling Methods and Hydrologic Models, Journal of Hydrology, 307: 145–163. DOI: 10.1016/j.jhydrol.2004.10.012.

Dracup JA, Vicuna S., 2005. An Overview of Hydrology and Water Resources Studies on Climate Change: the California Experience, Proc. World Water and Environmental Resources Congress 2005: Impacts of Global Climate Change. DOI: 10.1061/ 40792 (173)483.

Ferreira RN, Nissenbaum MR, Rickenbach THM., 2018. Climate change effects on summertime precipitation organization in the Southeast United States, Atmospheric Research 214: 348- 363. DOI.org/10.1016/j.atmosres.2018.08.012.

Fowler HJ, Blenkinsop S, Tebaldi C., 2007. Linking climate change modelling to impacts studies: recent advances in downscaling techniques for hydrological modeling, International Journal of Climatology 27: 1547-1578. DOI: 10.1002/joc.1556.

Hardy JT., 2003. Climate Change: Causes, Effects and Solutions. John Wiley & Sons, Ltd. 247 P. DOI:10.1002/joc.1225.

Hashmi MZ, Shamseldin AY, Melville BW., 2009. Downscaling of future rainfall extreme events: a weather generator based approach, 18th World IMACS. MODSIM Congress, Cairns, Australia, 13-17.

Racsko P, Szeidl L. Semenov M., 1991. A serial approach to local stochastic weather models. Ecological Modeling, 57: 27-41. DOI: 10.1016/0304-3800(91)90053-4.

IPCC., 2007. Solomon S, Qin D, Manning M, Chen M, Marquis KB, Averyt M, Tignor H, Miller L. (eds.), Summary for Policymarkers, in: Climate Change 2007. Climate Change 2007: The Physical Science Basis, Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental.

Hyun Cha D, Kyou Lee D, Chun-Sil J, Gayoung K, Yonghan C, Myoung-Seok S, Joong-Bae A, Song-You H, Seung-Ki M, Seong-Chan P, Hyun-Suk K., 2016. Future changes in summer precipitation in regional climate simulations over the Korean Peninsula forced by multi-RCP scenarios of HadGEM2-AO, Asia-Pacific. Journal of Atmospheric Sciences, 52: 139-149. DOI: 10.1007/s13143-016-0015.

Lane ME, Kirshen PH, Vogel RM., 1999. Indicators of impact of global climate change on U.S. water resources, ASCE. Journal Water Resour Planning and Manag 125: 194-204. DOI: 10.1.1.711.8987.

Leong Tan M, LatifIbrahim AB, Yusop Z, Chua V, WengChan N., 2017. Climate change impacts under CMIP5 RCP scenarios on water resources of the Kelantan River Basin, Malaysia. Atmospheric Research 189:1-10. DOI: 10.1016/j.atmosres.2017.01.008.

Osman Y, AL-Ansari N, Abdellatif M, Aljawad SB, Knutsson S., 2014. Expected future precipitation in central Iraq using Lars-WG stochastic weather generator, Engineering 6: 948-959. DOI:10.4236/eng.2014.613086.

Panol TJ, Loret F., 1998. Climatic warning hazard and wildfire occurrence in coastal eastern Spain, Climate Change 38: 345-357. DOI: 10.1.1.457.444

Sarkar J, Chicholikar JR, Rathore LS., 2015. Predicting Future Changes in Temperature and Precipitation in Arid Climate of Kutch, Gujarat: Analyses Based on LARS-WG Model, research article, Current science, 109:2084-2093. DOI: 10.18520/v109/i11/2084-2093

Semonov MA, Stratonovitch P., 2010. Use of multi-model ensembles from global climate models for assessment of climate change impacts, Climate Research 41: 1-14. DOI: 10.3354/cr00836

Sharma D, Gupta AD, Babel MS., 2007. Spatial disaggregation of bias-corrected GCM precipitation for improved hydrologic simulation: Ping River Basin, Thailand. Hydrol. Earth Syst. Sci., 11: 1373-1390, DOI: 10.5194/hess-11-1373-2007

Wigley TWL, Jones PD, Briffa KR, Smith G., 1990. Obtaining sub-grid scale information from coarse resolution general circulation model output, Journal of Geophysics Research 951: 1943-1953. DOI: 10.1029/JD095iD02p01943

Wilby RL, Dawson CW, Barrow EM., 2002. SDSM - a decision support tool for the assessment of regional climate change impacts, Environmental Modelling & Software 17:147–159. DOI:10.1016/S1364-8152(01)00060-3

Wilks DS, Wilby R., 1999. The weather generation game: a review of stochastic weather models, Progress in Physical Geography 23: 329-357. DOI: 10.1177/030913339902300302.

Zarghami M, Abdi A, Babaeian I, Hassanzadeh Y, Kanani R., 2011. Impacts of climate change on runoffs in East Azerbaijan, Iran. Global and Planetary Change 78: 137-146. DOI: 10.1016/j.gloplacha.2011.06.00