سامانه نشریات علمی

---

امروزه معتبرترین ابزار جهت تولید سناریوهای اقلیمی، مدلهای AOGCM می‎باشد. از جمله مدلهایی که برای ریز مقیاس نمایی مبتنی بر روشهای آماری استفاده می‎کنند مدل LARS-WG می‎باشد، در این مطالعه بر اساس مدل HadCM3  و دو سناریوی A1B، A2 برای دوره پایه ( 1961- 1990) و دوره پیش بینی (2040- 2011) در مقیاس روزانه فرایند ریز مقیاس نمایی انجام شد. و داده های مقادیر مجموع بارش روزانه  برای ایستگاههای منتخب تولید شد. بعد از کالیبراسیون مدل و اطمینان از توانمندی مدل در ساخت سری های زمانی بارش که با مقایسه داده های شبیه سازی شده با مقادیر بارش در دوره پایه در سطح اطمینان 95 درصد صورت پذیرفت، جهت بررسی وضعیت خشکسالی، شاخص استاندارد شده بارش (SPI) بکار رفت. نتایج نشان داد که میزان بارش نسبت به دوره پایه طی دوره­های آینده نزدیک تحت خروجی های مدل گردش عمومی جو HadCM3 و دو سناریوی A1B، A2 تغییر معنی­داری در بیشتر مناطق کشور خواهد داشت. بیشترین درصد تغییر مربوط به جنوب شرقی کشور می باشد که برای هر سه تداوم زمانی 3، 12 و 24 ماهه افزایش خشکسالی را نشان میدهد بطوریکه برای برای تداوم زمانی 12 ماهه و 50 ساله شدت خشکسالی دوره پایه 82/13 بوده ولی در دوره آتی  سناریوی A2، 05/15 و در دوره آتی سناریوی A1B ، 39/18 را نشان میدهد. در غرب و شمال کشور نیز بطور مشابه در کلیه تداوم های زمانی شدت خشکسالی در دوره­های آتی بیشتر از دوره پایه است، بطوریکه در دوره 24 ماهه و دوره بازگشت 50 ساله شدت خشکسالی پایه 31/16 ولی در دوره آتی A2 ، 65/18 و در دوره آتی A1B، 55/19 را نشان میدهد. در مناطق جنوب، مرکز و شرق کشور مقادیر شدت خشکسالی پایه و آتی با تداوم زمانی 24 ماهه و در دوره برگشت 50 ساله همگی حدود 8/18 بوده و شدت خشکسالی تغییرات زیادی را نشان نمی­دهد. شدت خشکسالی در شمال غرب کشور و جنوب غرب کشور در هر سه تداوم زمانی 3، 12 و 24 ماهه در دوره­های آتی کمتر از دوره پایه خواهد بود بطوریکه در تداوم زمانی 24 ماهه شدت خشکسالی با دوره برگشت 50 ساله پایه 23 ولی در دوره­های آتی 44/18 را نشان میدهد. در نهایت، اگرچه در پیش بینی­های بدست آمده از ریزمقیاس گردانی خروجی های مدل های اقلیمی عدم قطعیت هایی وجود دارد که این امر به علت ساختار مدل­های گردش عمومی جو، داده های مشاهداتی و ... می باشد اما از آنجایی که مدل های اقلیمی به عنوان معتبرترین ابزار تولید سناریوهای اقلیمی مطرح می باشند، ضروری است مدیران و تصمیم گیران بخش های مختلف منابع آب و کشاورزی نتایج حاصل از چنین پژوهش­هایی را نیز مد نظر قرار داده تا امکان برنامه ریزهای بلند مدت میسر شود.

---

چکیده مبسوط
بیان مسئله:  سرما و یخبندان از مهم‌ترین پارامترهای اقلیمی در زمینه اقلیم کشاورزی می­باشد که آسیب­های ناشی از آن­ها، امکان تولید بسیاری از محصولات کشاورزی و باغی را در مناطق آسیب‌پذیر کاهش می­دهد. سرما و یخبندان، یکی از مخاطرات اقلیمی است که همه ساله باعث ایجاد خسارت در فعالیت­های مختلف می­گردد. مهم­ترین بخشی که آسیب جدی و بیشترین خسارت را از یخبندان می­بیند، بخش کشاورزی است. سرما و یخبندان­های شدید برای بسیاری از گیاهان زراعی و باغی نتایج زیان‌بار و نابود کننده­ای را در پی دارد، به‌طوری که در برخی سال­ها میلیاردها ریال خسارت به باغداران، زارعین و در نهایت منافع ملی کشور وارد می­شود. با توجه به اینکه منطقه شمال غرب ایران هر ساله خسارات مالی زیادی را در اثر رخداد مخاطرات جوی بخصوص سرما و یخبندان متحمل می­شود. شناسایی و پهنه‌بندی فضایی مناطق دارای پتانسیل بالای مخاطره سرما و یخبندان و پیش­بینی زمان وقوع آن‌ها، می­تواند اطلاعات مناسب و با ارزشی را در جهت پیشگیری و کاهش خسارات فراهم آورد که در این پژوهش با استفاده مدل­ جهانی HadCM3 تحت دو سناریوی A2 و B1 و مدل ریزمقیاس گردانی LARS-WG به این امر پرداخته می­شود.
 
روش تحقیق:  بررسی زمان وقوع و پیش­بینی تغییرات آن­ها در آینده از اهمیت زیادی برخوردار است. بدین منظور مدل­های گردش عمومی جو (GCM) طراحی شده­اند که می­توانند پارامترهای اقلیمی را در آینده شبیه­سازی کنند. لذا در این پژوهش داده­های خروجی مدل گردش عمومی HadCM3 تحت دو سناریوی انتشار A2 و B1 توسط مدل آماری LARS-WG  در 21 ایستگاه سینوپتیک واقع در شمال غرب ایران ریز گردانی شد و نتایج حاصل از آن در دوره پایه (2010-1980) و دهه 2020 (2030-2011) برای دو متغیر اقلیمی دمای کمینه و دمای بیشینه مورد ارزیابی قرار گرفت. سپس تاریخ وقوع اولین و آخرین یخبندان و سرمای پاییزه و بهاره استخراج و تاریخ وقوع آن­ها در آینده محاسبه شد.
نتابج و بحث: بررسی میانگین ماهانه دمای حداقل ایستگاه­های مورد مطالعه در دهه 2020 و دوره پایه نشان می­دهد که میزان دما بر اساس هر دو سناریوی مورد بررسی و در همه ماه­ها و در بیشتر ایستگاه­های مطالعاتی نسبت به دوره پایه افزایش ‌یافته است.  بیشترین تغییرات دمای کمینه در منطقه مورد مطالعه بر اساس متوسط سناریوهای مورد بررسی در این دهه مربوط به ایستگاه­های ابهر، اردبیل، خوی و ارومیه به میزان 8/0 درجه سلسیوس می­باشد؛ در واقع دماهای کمینه­ای که در این ایستگاه­ها در دوره پایه اتفاق افتاده است در دوره آینده مشاهده نشده و روند گرمایشی از خود نشان داده است که میزان آن در دوره آتی در سطح منطقه مورد مطالعه در دهه 2020 بین 4/0 تا 8/0 نسبت به دوره پایه خواهد بود. نتایج حاصل نشان از افزایش در میانگین ماهانه حداقل و حداکثر دمای روزانه در دوره آتی تا حدود 8/0 درجه سلسیوس دارد. نتایج حاصل از بررسی اولین و آخرین یخبندان در دهه 2020 نشان می­دهد که در سطح منطقه مورد مطالعه اولین یخبندان زودرس پاییزه بین 2 تا 9 روز دیرتر اتفاق می­افتد که کمترین تغییرات در تاریخ شروع یخبندان­ها نیز مربوط به دو ایستگاه قزوین و مشکین‌شهر هر کدام  با 2 روز تغییر نسبت به دوره پایه می­باشد. آخرین یخبندان دیررس بهاره نیز بین 3 تا 10 روز زودتر در سطح منطقه به پایان می­رسد که با این وصف طول دوره یخبندان­ها در تمامی ایستگاه­های مورد مطالعه کاهش خواهد که یافت که بیشترین کاهش مربوط به ایستگاه خوی با 16 روز و سپس ایستگاه­های ارومیه و اردبیل هر دو با 14 روز و کمترین کاهش مربوط به ایستگاه مشکین‌شهر به 6 روز می­باشد. بر اساس نتایج حاصل تغییرات در تاریخ شروع یخبندان­های زودرس کمتر از تغییرات نسبت به یخبندان­های دیررس می­باشد. بر این اساس بررسی وضعیت یخبندان‌ها و سرماها نیز در بیشتر ایستگاه­های مورد بررسی نشان می­دهد که اولین سرما و یخبندان‌های پاییزه در دوره آتی دیرتر از قبل آغاز شده و سرما و یخبندان­های بهاره نیز زودتر به پایان می‌رسند. کمترین تغییرات مربوط به جنوب شرق منطقه مورد مطالعه و مناطق مشکین‌شهر و سراب و بیشترین تغییرات طول دوره یخبندان مربوط به مناطق خوی، ارومیه، تبریز و اهر می­باشد با توجه به نتایج حاصل بیشتر مناطق مورد مطالعه به‌طور متوسط بین 10 تا 12 روز کاهش در طول دوره یخبندان را نسبت به دوره پایه تجربه خواهند کرد.
نتیجه گیری: نتایج حاصل نشان از افزایش در میانگین ماهانه حداقل و حداکثر دمای روزانه در دوره آتی تا حدود 8/0 درجه سلسیوس دارد. بر این اساس بررسی وضعیت یخبندان‌ها و سرماها نیز در بیشتر ایستگاه­های مورد بررسی نشان می­دهد که اولین سرما و یخبندان‌های پاییزه در دوره آتی دیرتر از قبل آغاز شده و سرما و یخبندان­های بهاره نیز زودتر به پایان می‌رسند. همچنین طول دوره سرما و یخبندان نیز کاهش می‌یابد، که این می­تواند بیانگر پیامد تغییر اقلیم در ایستگاه‌های مطالعاتی است. نتایج حاصل از این پژوهش با مطالعات گرازیک و کودویلیچ (2015) در لهستان، مدالا و همکاران (2016) در تگزاس، حسینی و احمدی (1395) در سقز، آقا شریعتمداری و همکاران (1395) در غرب ایران، سبحانی و همکاران (1396) در اردبیل و خلیلی و همکاران (1396) در ایران مطابقت دارد.

 

---

چکیده
تغییرات اقلیمی مهم­ترین معضل کره­ زمین در قرن حاضر است بنابراین ارزیابی و پیش­بینی این تغییرات در آینده به دلیل اثرات سوء تغییرات اقلیمی بر منابع آبی و محیط طبیعی و همچنین اثرات زیست‌محیطی، اقتصادی و اجتماعی از اهمیت ویژه­ای برخوردار است. لذا در این پژوهش به پیش‌بینی پارامترهای دمای حداقل، دمای حداکثر، بارش و تابش به عنوان پارامترهای مهم اقلیمی به صورت روزانه تحت سناریوهای ­ A1B، A2 وB1 با کاربست مدل گردش عمومی جو HadCM3 در دو دوره زمانی مختلف (2065-2046 و 2099-2080) و مقایسه آن نسبت به دوره پایه (2005-1961) از طریق مدل­ ریزمقیاس­گردانی آماری LARS-WG در 6 ایستگاه­های سینوپتیک منتخب در غرب کشور در سطح سه استان کردستان، کرمانشاه و همدان پرداخته شد. در ارزیابی مدل LARS-WG به بررسی میزان خطای داده­های مشاهداتی و شبیه­سازی با استفاده از معیارهای MAE، MSE، RMSE و R² پرداخته شد و با توجه به نتایج حاصل، مدل برای منطقه مورد مطالعه مناسب ارزیابی گردید. نتایج کلی حاصل از بررسی برای دوره­های آینده حاکی از کاهش 7/7 درصدی بارش، افزایش 4/3 درجه سلسیوس دمای حداقل و 3/3 درجه سلسیوس دمای حداکثر  به طور متوسط بلندمدت در سطح منطقه مطالعاتی نسبت به دوره پایه می­باشد. همچنین بر اساس نتایج حاصل میزان تابش نیز افزایش خواهد یافت که این افزایش به‌طور متوسط بلندمدت در سطح منطقه برابر 38/0 میلی ژول بر مترمربع در روز  است. نتایج حاصل از این پژوهش می­تواند کمک فراوانی به حل چالش‌های مدیران و برنامه­ریزان منابع آب در دوره‌های آتی نماید.

---

دو پارامتر مهمی که در اقلیم هر منطقه بلاواسطه تاثیرگذار می­باشند، دما و بارش می­باشند که تغییرات آن­ها در زمینه­ های مختلف از جمله کشاورزی، انرژی، گردشگری و ... تاثیرگذار است.  هدف این مطالعه بررسی تغییرات دما و بارش در سه ایستگاه­ منتخب و شاخص حوضه آبریز سیمره می­باشد. برای این منظور از مدل­ها و سناریوهای گردش عمومی جو از سری مدل­های CMIP5 تحت دو سناریوی RCP45 و RCP85 که با مدل آماری LARS-WG ریزمقیاس شدند، استفاده شد. سپس برای بررسی عدم قطعیت مدل­ها و سناریوها، از طریق مقایسه خروجی مدل­ها در دوره آتی (2040-2021)، با دوره پایه (2010-1980)، به­­صورت ماهیانه توسط شاخص­های آماری ضریب تعیین (R2) و خطای جذر میانگین مربعات (RMSE)، بهترین مدل و سناریو برای تولید داده­های دما و بارش دوره آتی انتخاب شد. در نتیجه برای تولید پارامتر دمای حداقل و حداکثر از مدل HADGEM-2 تحت سناریوی PRC4.5 و برای تولید پارامتر بارش از همان مدل تحت سناریوی PRC 8.5 استفاده شد. نتایج این مطالعه نشان داد که بارش دوره آتی به طور متوسط در سطح حوضه حدود    5/4 % کاهش خواهد یافت در حالی که دمای حداقل 5/1 درجه سانتیگراد و دمای حداکثر 17/2 درجه سانتیگراد افزایش خواهد یافت که بیشترین افزایش مربوط به ما­ه­های گرم سال می­باشد. نکته قابل توجه بر هم خوردن توزیع زمانی بارش و افزایش دما است که احتمالاً بیشتر از کاهش بارش تبعات منفی خواهد داشت.