واکاوی پهنه‌های اقلیمی و خطر بیابان‌زایی حوضه آبریز کارون تحت شرایط تغییر اقلیم آینده با استفاده از شاخص UNEP

جغرافیا و مخاطرات محیطی

مقاله 1، دوره 12، شماره 2 - شماره پیاپی 46، تیر 1402، صفحه 1-27   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/geoeh.2022.77881.1259

نویسندگان

حسین بهزادی کریمی^{* 1}؛ غلامعلی مظفری²؛ کمال امیدوار²؛ احمد مزیدی³

¹دانش‌آموخته دکترای آب و هواشناسی، دانشگاه یزد، یزد، ایران

²استاد آب و هواشناسی، دانشگاه یزد، یزد، ایران

³دانشیار آب و هواشناسی، دانشگاه یزد، یزد، ایران

چکیده

انتشار بیش‌ازحد گازهای گلخانه‌ای در دهه‌های اخیر و تغییرات به وقوع پیوسته در اقلیم، موجب شده که پارامترهای هواشناسی و به‌تبع آن، پهنه‌های اقلیمی دستخوش تغییراتی گردد. در این تحقیق، چشم‌انداز آتی پهنه‌های اقلیمی و خطر بیابان‌زایی حوضه آبریز کارون با استفاده از شاخص UNEP و با به‌کارگیری مدل ریزمقیاس کاهی LARS-WG6 و خروجی مدل HadGEM2-ES، تحت سناریوهای انتشار RCPs برای سه دوره 2040-2021، 2060-2041 و 2080-2061 بررسی شد. بر اساس نتایج حاصل از آزمون مَن-کندال، مشخص گردید که در دوره پایه (2015-1996) و در سطح حوضه آبریز کارون، روند تغییرات سالانه دمای حداقل، افزایشی غیر معنی‌دار است؛ درحالی‌که دمای حداکثر و تبخیر و تعرق دارای روند افزایشی معنی‌دار در سطح 05/0 است. همچنین روند تغییرات سالانه بارش کاهشی است؛ اما این روند کاهشی، معنی‌دار نیست. مطابق یافته‌های تحقیق در هر سه دوره آتی و بر اساس سناریوهای انتشار RCPs، متوسط بلندمدت بارش سالانه بین 9/1 تا 6/14 درصد نسبت به دوره پایه کاهش می‌یابد اما متوسط سالانه دمای حداقل بین 2/1 تا 4/3 درجه سلسیوس، دمای حداکثر بین 3/1 تا 7/3 درجه سلسیوس و میانگین سالانه تبخیر و تعرق بین 7/4 تا 3/12 درصد نسبت به دوره مشاهداتی افزایش خواهد یافت. در دوره‌های آتی و بر اساس الگوهای واداشت تابشی موردبررسی، وسعت اقلیم خشک (خطر بیابان‌زایی بسیار شدید) و اقلیم نیمه‌خشک (خطر بیابان‌زایی شدید) به ترتیب 5/3 و 4/4 درصد افزایش و مساحت اقلیم خشک نیمه مرطوب (خطر بیابان‌زایی متوسط) و اقلیم مرطوب و بسیار مرطوب (بدون خطر بیابان‌زایی) به ترتیب 4 و 7/4 درصد کاهش خواهد یافت؛ اما قلمرو آب و هوایی نیمه مرطوب (خطر بیابان‌زایی کم) با 8/0+ درصد، تغییرات ناچیزی خواهد داشت. گستره اقلیم نیمه‌خشک در دوره آینده نزدیک و تحت سناریوی بدبینانه (RCP8.5)، با 4/12 درصد افزایش به بیشترین سطح ممکن در بین سناریوهای انتشار خواهد رسید؛ لذا این جابه‌جایی در مرزهای طبقه‌بندی اقلیمی، باعث تشدید روند بیابان‌زایی حوضه آبریز کارون در دوره‌های آتی خواهد شد.

کلیدواژه‌ها

تغییر اقلیم؛ روند؛ پهنه‌بندی اقلیمی؛ خطر بیابان‌زایی؛ شاخص UNEP؛ حوضه آبریز کارون

مراجع

آقاشاهی، محسن؛ اردستانی، مجتبی؛ نیک سخن، محمدحسین؛ طهماسبی، بهشته؛ 1391. معرفی و مقایسه مدل‌های LARS-WG و SDSM به‌منظور ریزمقیاس سازی پارامترهای زیست‌محیطی در مطالعات تغییر اقلیم. ششمین همایش ملی و نمایشگاه تخصصی مهندسی محیط‌زیست، تهران. https://civilica.com/doc/170203

بذرافشان دریاسری، مهرناز؛ مفتاح هلقی، مهدی؛ قربانی، خلیل؛ قهرمان، نوذر؛ 1394. مطالعه تطبیقی پهنه‌های اقلیمی استان گلستان تحت سناریوهای مختلف تغییر اقلیم. نشریه پژوهش‌های حفاظت آب‌وخاک، 22 (5)، 187-202. https://jwsc.gau.ac.ir/article_2872.html

پورمحمدی، سمانه؛ ملکی نژاد، حسین؛ 1392. طبقه‌بندی مناطق همگن اقلیمی کشور ایران تحت تأثیر تغییر اقلیم و سناریوهای انتشار گازهای گلخانه‌ای با استفاده از تکنیک گشتاور خطی. پژوهشنامه مدیریت حوضه آبخیز، 4 (8)، 76-58. http://jwmr.sanru.ac.ir/article-1-317-fa.html

رضیئی، طیب؛ 1396. چشم‌اندازی از مناطق اقلیمی ایران به روش کوپن-کایگر در سده بیست و یکم. مجله ژئوفیزیک ایران، 11 (1)، 84-100. http://www.ijgeophysics.ir/article_46717.html

شجاع، فائزه؛ طاووسی، تقی؛ عسگری، الهه؛ 1398. بازنگری پهنه‌های اقلیمی شمال شرق ایران بر پایة کاربرد تلفیقی تغییر شاخص خشکی. مجله مدیریت بیابان، 7 (13)، 134-117. https://doi.org/10.22034/JDMAL.2019.36538

شکیبا، علیرضا؛ رائینی سرجاز، محمود؛ متکان، علی‌اکبر؛ رحیمی، محمد؛ 1399. تحلیل پهنه‌بندی اقلیمی حوضه آبریز خلیج‌فارس و دریای عمان بر اساس طرح طبقه‌بندی کوپن-تراورتا با رویکرد تغییر اقلیم. مجله پژوهش‌های اقلیم‌شناسی، 40 (40)، 11-1. http://clima.irimo.ir/article_113828.html

طاووسی، تقی؛ 1397. بررسی روند تغییرات بارندگی و شاخص خشکی یونپ در پهنه‌های آب و هوایی غرب و شمال غرب ایران. فصلنامه علمی-پژوهشی اطلاعات جغرافیایی (سپهر)، 27 (105)، 96-85. http://www.sepehr.org/article_31475.html                                                                         

طاووسی، تقی؛ دل‌آرا، قدیر؛ 1389. پهنه‌بندی آب و هوایی استان اردبیل. مجله علمی و فنی نیوار، 34 (71-70)، 52-47. http://nivar.irimo.ir/article_13228.html                                                                              

طائی سمیرمی، سیاوش؛ مرادی، حمیدرضا؛ خداقلی، مرتضی؛ 1394. پیش‌بینی تغییرات برخی از متغیرهای اقلیمی با استفاده از مدل ریزمقیاس سازی LARS-WG و خروجی‌های مدل HADCM3 تحت سناریوهای مختلف. نشریه علمی پژوهشی مهندسی و مدیریت آبخیز، 7 (2). 156-145.

 https://jwem.areeo.ac.ir/article_101258.html

علیزاده، امین؛ 1387. هیدرولوژی کاربردی. انتشارات دانشگاه امام رضا (ع)، مشهد.

فاخر نسب، احمد؛ علیجانی، بهلول؛ اسدیان، فریده؛ 1399. آشکارسازی تغییرات دمای هوا و بارش در استان کهکیلویه و بویراحمد تحت شرایط تغییر اقلیم با استفاده از مدل MIROC5. فصلنامه جغرافیای طبیعی، 13 (50)، 35-15. http://jopg.iaularestan.ac.ir/article_679718.html                                                                

کارآموز، محمد؛ عراقی نژاد، شهاب 1393. هیدرولوژی پیشرفته. انتشارات دانشگاه امیرکبیر، تهران.

گل کار حمزیی یزد، حمیدرضا؛ رضایی نژاد، محمد و طاووسی، مجتبی؛ 1395. پهنه بندی اقلیمی استان خراسان جنوبی با نرم افزار GIS. نشریه حفاظت منابع آب و خاک، 6(1)، 59-47.

 https://wsrcj.srbiau.ac.ir/article_9463.html                                                                          

محمدلو، محمد؛ طهماسبی پور، ناصر؛ 1396. ارزیابی اثرات تغییر اقلیم بر طبقه بندی‌های اقلیمی در قسمت‌هایی از شمال غرب ایران. مجله علمی سامانه‌های سطوح آبگیر باران، 5 (4)، 46-35.

http://jircsa.ir/article-1-285-fa.html

میرموسوی، سید حسین؛ کیانی، حدیث؛ 1396. بررسی طبقه‌بندی اقلیمی کوپن در ایران در سال 1975 و مقایسه آن با خروجی مدل MIROC برای سال‌های 2030، 2050، 2080 و 2100 تحت سناریوی A1B و A2 (با تأکید بر مسئله تغییر اقلیم). نشریه جغرافیا و مخاطرات محیطی، 2 (22)، 72-59.

https://doi.org/10.22067/GEO.V6I2.57155                                                                        

هدایتی دزفولی، اکرم؛ کاکاوند، رضا؛ 1391. پهنه‌بندی اقلیمی استان قزوین. مجله علمی و فنی نیوار، 36 (77-76)، 66-59. http://nivar.irimo.ir/article_13201.html                                                                             

Bailey, Robert G., 1999. USDA Forest Service, Inventory & Monitoring Institute, Ecological Climate Classification.

Chan, D., Wu, Q., Jiang, G., and Dai, X., 2016. Projected Shifts in Köppen Climate Zones over China and Their Temporal Evolution in CMIP5 Multi-Model Simulations: Advances in Atmospheric Sciences, 33, 283- 293. https://doi.org/10.1007/s00376-015-5077-8

Chen, D., and Chen, H. W., 2013. Using the Köppen classification to quantify climate variation and change: An example for 1901–2010, Environmental Development, 6, 69-79.  https://doi.org/10.1016/j.envdev.2013.03.007

De Castro, M., Gallardo, C., Jylha, K., and Tuomenvirta, H., 2007. The use of a climate-type classification for assessing climate change effects in Europe from an ensemble of nine regional climate models: Climatic Change, 81, 329–341. https://doi.org/10.1007/s10584-006-9224-1

Engelbrecht, C. J, and Engelbrecht, F. A., 2016. Shifts in Köppen-Geiger climate zones over southern Africa in relation to key global temperature goals: Theoretical and Applied Climatology, 123, 247-261. https://doi.org/ 10.1007/s00704-014-1354-1

Gocic, M., and Trajkovic, S., 2013. Analysis Mann-Kendall and of changes in meteorological variables usin Sen's slope estimator statistical tests in Serbia, Global and Planetary Change 100, 172–182. https://doi.org/10.1016/j.gloplacha.2012.10.014          

Hargreaves,G.H. and Samani, Z., 1985. Reference crop evapotranspiration from ambient air tempraturer. Meeting American Society of Agricultural Engineers, Chicago. Applied Engineering in Agriculture. 1(2): 96-99.  http://dx.doi.org/10.13031/2013.26773

Hourdin F, Musat I, Bony S, Braconnot P, Codron F, Dufresne J.L, Krinner G., 2006. The LMDZ4 general circulation model: climate performance and sensitivity to parametrized physics with emphasis on tropical convection. Climate Dynamics, 27 (8): 787-813. https://doi.org/10.1007/s00382-006-0158-0

Kharin V.V Zwiers F.W Zhang X, Wehner M., 2013. Changes in temperature and
precipitation extremes in the CMIP5 ensemble. Climatic Change, 119 (2):345-357. https://doi.org/10.1007/s10584-013-0705-8

Oliveria Aparecido, L. E., Souza Rolim, G., Richetti, J., Souza, P. S. & Johann, J.A., 2016. Koppen, Thornthwaite and Camargo climate classifications for climatic zoning in the State of Parana, Brazil, Ciencia e Agrotecnologia 40(4):405-417. https://doi.org/10.1590/1413-70542016404003916

Peel, M. C., Finlayson, B. L., and McMahon, T. A., 2007. Updated world map of the Köppen-Geiger climate classification: Hydrology and Earth System Sciences, 4, 439–473. https://doi.org/10.5194/hess-11-1633-2007

Racsko, P. Szeidl, L. Semenov, MA., 1991. Serial approach to local stochastic weather models. Ecol Model, 57: 27–41. https://doi.org/10.1016/0304-3800(91)90053-4

Rubel, F., and Kottek, M., 2010. Observed and projected climate shifts 1901–2100 depicted by world maps of the Koppen- Geiger climate classification: Meteorologische Zeitschrift, 19, 135–141. https://doi.org/10.1127/0941-2948/2010/0430

Salmi, T., Määttä, A., Anttila, P., Ruoho-Airola, T. and Amnell, T., 2002. Detecting trends of annual values of atmospheric pollutants by the Mann-Kendall test and Sen’s slope estimates the Excel template application MAKESENS, Finnish Meteorological Institut. https://doi.org/10.4236/jmp.2012.38101

Semenov, MA. and Barrow, EM., 1997. Use ofa stochastic weather generator in the development of climate change scenarios. Climatic Change, 35, 397-414. https://doi.org/10.4236/jmf.2016.62024

Wang, M., and Overland, J. E., 2004. Detecting Arctic climate change using Köppen climate classification: Climatic Change, 67, 43-62. https://doi.org/10.1016/j.envdev.2013.03.007

Ying, S., Xue-Jie, G., and Jia, W., 2012. Projected Changes in Köppen Climate Types in the 21st Century over China: Atmospheric and Oceanic Science Letters. 5 (6):495-498. https://doi.org/10.1080/16742834.2012.11447043

Zhang, X., Vincent, L.A., Hogg, W.D. and Niitsoo, A., 2000. Temperature and precipitation trends in Canada during the 20th century. Atmosphere – Ocean, 38(3): 395-429. https://doi.org/10.1080/07055900.2000.9649654