محمدرضا شیخ ربیعی؛ حمید رضا پیروان؛ پیمان دانشکار آراسته؛ مهری اکبری؛ بهارک معتمدوزیری
چکیده
مقدمه
تغییر اقلیم، یکی از مهمترین چالشهایی است که بر اکوسیستمهای طبیعی و جنبههای مختلف زندگی انسان تأثیر دارد. تأثیرات گرمایش جهانی و به تبع آن اثرات تغییر اقلیم بر بخش هیدرولوژی و چرخه آب در طبیعت بسیار جدی است و شناخت این اثرات بهصورت کمی، آمادگی بیشتری برای مقابله با تبعات آن ایجاد میکند. ارزیابی این تغییرات برای ...
بیشتر
مقدمه
تغییر اقلیم، یکی از مهمترین چالشهایی است که بر اکوسیستمهای طبیعی و جنبههای مختلف زندگی انسان تأثیر دارد. تأثیرات گرمایش جهانی و به تبع آن اثرات تغییر اقلیم بر بخش هیدرولوژی و چرخه آب در طبیعت بسیار جدی است و شناخت این اثرات بهصورت کمی، آمادگی بیشتری برای مقابله با تبعات آن ایجاد میکند. ارزیابی این تغییرات برای کاهش اثرات آنها بر حوضه و تدوین استراتژی مناسب برای به حداقل رساندن آثار سوء آنها ضروری است. این پژوهش با استفاده از مدل ترکیبی SDSM و SWAT به بررسی اثرات تغییر اقلیم بر میزان رواناب و رسوب حوزه آبخیز کرگانرود در استان گیلان میپردازد. ایستگاه آبسنجی (ماشینخانه) در داخل این حوضه قرار دارد و دارای سابقه طولانی آماری است. همچنین، در این حوضه کمترین میزان تغییرات کاربری اراضی صورت گرفته است که این امر میتواند نتایج آشکارسازی تغییرات اقلیم بر روی میزان رواناب و رسوب را بهتر نمایان سازد.
مواد و روشها
بهمنظور بررسی پیامدهای تغییر اقلیم بر رواناب و رسوب با استفاده از مدل هیدرولوژیکی SWAT استفاده شد. مدل SWAT توسط الگوریتم SUFI-2 با بهبود نتایج شبیهسازی جریان دبی و رسوب حوضه، مورد واسنجی و اعتبارسنجی قرار گرفت. پس از اجرای مدل SWAT تعداد 109 واحد پاسخ هیدرولوژیک در پنج زیرحوضه استخراج شد. پس از 500 مرحله اجراء شبیهسازی درنهایت، 22 شاخص در تولید رواناب و شش پارامتر در تولید رسوب حوزه آبخیز کرگانرود بهعنوان پارامترهای مؤثر شناخته شدند. سپس با توجه به مقادیر بهدستآمده از معیارهای ارزیابی NS، R² و RMSE، مشخص شد که مدل اقلیمی CanESM5 از دقت و کارایی بهتری نسبت به مدلهای اقلیمی MPI-ESM1.2-HR و NorESM2-MM برخوردار است. با معرفی سری زمانی میانگین بارش و دمای روزانه حاصل از خروجی مدل اقلیمی CanESM5 و با استفاده از مدل ریزمقیاس SDSM، رواناب و رسوب حوضه کرگانرود بهصورت ماهانه در ایستگاه هیدرومتری ماشینخانه در دورههای 2050-2026، 2051-2075 و 2100-2076 برای دو سناریو SSP2-4.5 و SSP5-8.5 شبیه سازی شد.
نتایج و بحث
با توجه به مقادیر بهدستآمده از معیارهای ارزیابی NS، R² و RMSE، مشخص شد که مدل اقلیمی CanESM5 از دقت و کارایی بهتری نسبت به مدلهای اقلیمی MPI-ESM1.2-HR و NorESM2-MM برخوردار است. نتایج مدل CanESM5 حاکی از این است که بارندگی، دمای حداکثر و حداقل در تمامی دورههای آتی براساس SSP2-4.5 کاهش مییابد. همچنین، بررسی نتایج مدل CanESM5 در ارتباط با SSP5-8.5 نشان میدهد، بارندگی در تمامی دورههای آتی کاهش و دمای حداکثر در دوره 2075-2051 و 2100-2076 افزایش خواهد یافت. همچنین، نتایج حاصل از دادههای اقلیمی در هر سه مدل اقلیمی و در هر دو سناریو SSP2-4.5 و SSP5-8.5 نشان داد که دروه 2100-2076 دوره خشکتر و گرمتری نسبت به دورههای دیگر خواهد بود. بهمنظور بررسی پیامدهای تغییر اقلیم بر رواناب و رسوب با استفاده از مدل هیدرولوژیکی SWAT و با معرفی سری زمانی میانگین بارش و دمای روزانه حاصل از خروجی مدل اقلیمی CanESM5 و با استفاده از مدل ریزمقیاس SDSM، رواناب و رسوب حوضه کرگانرود بهصورت ماهانه در ایستگاه هیدرومتری ماشینخانه در دورههای 2050-2026، 2051-2075 و 2100-2076 برای دو سناریو SSP2-4.5 و SSP5-8.5. شبیهسازی شد. نتایج مدل SWAT نشان داد، تغییرات رواناب را برای سناریوهای SSP2-4.5 و SSP5-8.5 در تمامی دورههای آتی کاهشی و تغییرات رسوب افزایشی خواهد بود.
نتیجهگیری
با استفاده از نتایج دادههای خروجی مدل اقلیمی CanESM5 مربوط به گزارش ششم و تحت سناریوهای SSP2-4.5 و SSP5-8.5 و با بهکارگیری مدل SWAT، میزان رواناب و رسوب در سه بازه زمانی آینده نزدیک (2050-2026)، متوسط (2075-2051) و دور (2100-2076) انجام پذیرفت. مقدار رسوب در نقطه خروجی ایستگاه آبسنجی ماشینخانه روند افزایشی نشان داد. همچنین، نتایج نشان داد، دبی حدی جریان مشاهداتی با دبی حدی سناریوهای SSP2-4.5 و SSP5-8.5 در دورههای آتی تطابق نداشته ولی رسوب مشاهداتی با دورههای آتی تطبیق دارد. دادههای سناریوی SSP2-4.5 نشان داد که دبی در تمامی دورهها کاهش و رسوب در تمامی دورههای آتی افزایش مییابد. بیشترین تغییرات دبی مربوط به دوره آتی 2100-2076 و به میزان 56.7- درصد و کمترین میزان تغییرات دبی مربوط به دوره آتی 2050-2026 و به میزان 48.5- درصد است. بیشترین تغییرات رسوب مربوط به دوره آتی 2075-2051 و به میزان 54.3 درصد و کمترین میزان تغییرات رسوب مربوط به دوره آتی 2050-2026 و به میزان 5.12 درصد است. همچنین نتایج مدل SWAT براساس دادههای سناریوی SSP5-8.5 نشان داد که دبی در تمامی دورهها کاهش و رسوب در تمامی دورههای آتی افزایش مییابد. بیشترین تغییرات دبی مربوط به دوره آتی 2100-2076 و به میزان 56- درصد و کمترین میزان تغییرات دبی مربوط به دوره آتی 2050-2026 و به میزان 52.8- درصد است. بیشترین تغییرات رسوب مربوط به دوره آتی 2100-2076 و به میزان 113.27 درصد و کمترین میزان تغییرات رسوب مربوط به دوره آتی 2050-2026 و به میزان 29 درصد است. بهنظر میرسد کاهش بارندگی در دورههای آتی باعث کاهش پوشش گیاهی شده و بهخصوص در اواخر تابستان و اوایل پاییز و با ذوب برفهای باقی مانده در ارتفاعات بهدلیل افزایش دما، میزان رواناب تولید شده افزایش مییابد که این امر باعث افزایش رسوب تولید شده در حوضه خواهد شد.
برومند صلاحی؛ مهناز صابر؛ عباس مفیدی
چکیده
در این پژوهش، دورنمای تبخیر-تعرق مرجع (ETo) بخش جنوبی حوزه آبخیز رودخانه ارس تحت شرایط تغییر اقلیم با استفاده از ریزگردان SDSM ترسیم شد. برای این منظور، از دادههای هواشناسی ایستگاههای سینوپتیک منتخب واقع در این حوضه استفاده شد. پس از دریافت خروجی ریزگردانی شده برای پارامترهای مورد نیاز برای برآورد ETo به روش پنمن-مانتیث فائو ...
بیشتر
در این پژوهش، دورنمای تبخیر-تعرق مرجع (ETo) بخش جنوبی حوزه آبخیز رودخانه ارس تحت شرایط تغییر اقلیم با استفاده از ریزگردان SDSM ترسیم شد. برای این منظور، از دادههای هواشناسی ایستگاههای سینوپتیک منتخب واقع در این حوضه استفاده شد. پس از دریافت خروجی ریزگردانی شده برای پارامترهای مورد نیاز برای برآورد ETo به روش پنمن-مانتیث فائو شماره 56 برای آینده نزدیک (2021 تا 2050 میلادی) اقدام به محاسبه آن شد. در این راستا، از دادههای روزانه بازتحلیل NCEP و دادههای ایستگاهی کمینه و بیشینه دما، سرعت باد، رطوبت نسبی و ساعات آفتابی در مقیاس روزانه و نیز دادههای خروجی مدل CanESM2 تحت سناریوهای RCPs برای تولید دادههای ایستگاهی آینده برای تخمین ETo حوضه ارس استفاده شد. ایستگاههای مورد مطالعه شامل اهر، اردبیل، پارسآباد، جلفا، خوی و ماکو بود و دوره پایه برای دادههای مورد نظر 2005-1985 در نظر گرفته شد. ابتدا، کارایی SDSM در شبیهسازی پارامترهای مورد نیاز برای تخمین ETo از طریق مقایسه دادههای شبیهسازی شده NCEP با دادههای ایستگاهی ارزیابی شد. مقایسه آنها نشاندهنده کارایی مناسب مدل در شبیهسازی دادهها بود. لذا، پارامترهای اقلیمی با استفاده از مدل CanESM2 تحت سناریوهای RCP برای آینده شبیهسازی شده، پس از محاسبه مقادیر ماهانه آنها، برای تخمین ETo حوضه به CROPWAT وارد شده و مقدار و روند متغیر برای سه دهه آتی محاسبه شد. نتایج نشان داد، ETo حوضه در دوره آتی نسبت به دوره پایه بهطور متوسط حدود هفت میلیمتر در سال افزایش خواهد یافت. برحسب ایستگاهی نیز ETo در پارسآباد (102 میلیمتر) و جلفا (66 میلیمتر) افزایشی خواهد بود که این افزایش به معنی افزایش نیاز آبی گیاهان در آینده نیز است. همچنین، روند آتی ETo در خوی، ماکو، اهر و اردبیل کاهشی خواهد بود.
محسن توکلی؛ حاجی کریمی؛ هادی نورالهی
چکیده
یکی از موضوعات مهم روز دنیا، تغییر اقلیم و گرم شدن کره زمین است که بهعنوان موضوعی چالشی در نشستهای عمومی و تخصصی مطرح میباشد. اقلیم شکننده کشور ما باعث شده تا پیشبینی درازمدت تغییرات اقلیمی از اهمیت زیادی در برنامهریزی و مدیریت منابع آب برخوردار باشد. تحقیق حاضر با هدف بررسی اثرات پدیده تغییرات اقلیم بر تغییرات دبی حوزه ...
بیشتر
یکی از موضوعات مهم روز دنیا، تغییر اقلیم و گرم شدن کره زمین است که بهعنوان موضوعی چالشی در نشستهای عمومی و تخصصی مطرح میباشد. اقلیم شکننده کشور ما باعث شده تا پیشبینی درازمدت تغییرات اقلیمی از اهمیت زیادی در برنامهریزی و مدیریت منابع آب برخوردار باشد. تحقیق حاضر با هدف بررسی اثرات پدیده تغییرات اقلیم بر تغییرات دبی حوزه آبخیز گلگل بهعنوان یکی از زیرحوضههای سد ایلام انجام گرفته است. در این تحقیق، ابتدا دادههای دما، بارش و تبخیر و تعرق پتانسیل بهصورت کوچک مقیاس در آمده و سپس وضعیت هیدرولوژیکی حوضه شبیهسازی شده و در نهایت برای تولید سریهای زمانی پیشبینی جریان رودخانه در آینده مورد استفاده قرار گرفتهاند. به این منظور، نتایج مدل اقلیمی HadCM3 تحت دو سناریوی A2 و B2 با استفاده از نرمافزار SDSM کوچک مقیاس شد. سپس، بهوسیله مدل SWAT جریان رودخانه در سه دوره زمانی 2039-2010 (2020s)، 2069-2040 (2050s)، 2099-2070 (2080s) و دوره پایه 1990-1961 (Baseline)، تحت دو سناریوی A2 و B2 شبیهسازی شده و در نهایت، اثرات تغییر اقلیم بر منابع آب این حوضه تا اواخر قرن حاضر میلادی ارزیابی شد. نتایج بهدست آمده نشاندهنده کاهش متوسط دبی سالانه به مقدار 6.3، 16.9 و 24.1 درصد در دورههای 2020s، 2050s و 2080s در سناریوی A2 و بهترتیب 10.9، 8.8 و 13.2 درصد تحت سناریوی B2 میباشد. نتایج نشان میدهد که تغییر اقلیم میتواند بهعنوان یکی از پدیدههایی که مقدار آب ورودی به حوضه سد ایلام را تحت تأثیر قرار دهد، مورد نظر مدیران و برنامهریزان قرار گیرد.
میلاد نوری؛ مهدی همایی؛ محمد بنایان
چکیده
در این مطالعه، روند تغییرات شاخص خشکی (AI)، تبخیر و تعرق مرجع (ET0) و بارش طی دورههای 2010-1966، 2040-2011، 2070-2041 و 2100-2071 در شش ایستگاه سینوپتیک غربی و شمال غربی ایران مطالعه شد. بدین منظور خروجیهای مدل اقلیمی HadCM3 تحت سناریوهای انتشار A2 و B2 به روش آماری بهوسیله مدل Statistical downscaling model (SDSM) ریزمقیاس سازی شد. بهمنظور روندیابی تغییرات شاخص خشکی، ...
بیشتر
در این مطالعه، روند تغییرات شاخص خشکی (AI)، تبخیر و تعرق مرجع (ET0) و بارش طی دورههای 2010-1966، 2040-2011، 2070-2041 و 2100-2071 در شش ایستگاه سینوپتیک غربی و شمال غربی ایران مطالعه شد. بدین منظور خروجیهای مدل اقلیمی HadCM3 تحت سناریوهای انتشار A2 و B2 به روش آماری بهوسیله مدل Statistical downscaling model (SDSM) ریزمقیاس سازی شد. بهمنظور روندیابی تغییرات شاخص خشکی، بارش و تبخیر و تعرق مرجع در 2010-1966 از آزمون روندیابی من-کندال استفاده شد. بر مبنای نتایج آزمون روندیابی من-کندال، روند AI و بارش طی 2010-1966 در اکثر ایستگاهها بهطور معنیداری (0.05>p) نزولی بوده است. روند کاهشی تغییرات شاخص خشکی طی فصلهای زمستان، بهار، تابستان و پاییز بهترتیب در پنج، چهار، صفر و دو ایستگاه از شش ایستگاه مطالعه شده معنیدار بوده است. این امر نشانگر نقش مهم کاهش شاخص خشکی فصل زمستان در روند نزولی شاخص خشکی سالانه در منطقه مورد مطالعه دارد. نتایج همچنین نشان دادند که در سه دوره 30ساله ابتدایی، میانی و انتهایی قرن 21، AI (میانگین تمامی ایستگاهها) نسبت به دوره پایه (1990-1966) بهترتیب 8.0، 14.7 و 34.3 درصد تحت سناریوی A2 و 12.6، 12.5 و 20.1 درصد تحت سناریوی B2 کاهش خواهد یافت که بیانگر خشکتر شدن اقلیم مناطق شمال غربی و غربی کشور طی سده حاضر است. بیشترین کاهش فصلی AI طی قرن 21 در تابستان تحت سناریوی A2 و در بهار تحت سناریوی B2 مورد انتظار است. میانگین AI تمامی ایستگاهها در دهههای انتهایی قرن حاضر تحت سناریوی A2 نزدیک به 0.2 خواهد شد که بیانگر کاهش شدید شاخص خشکی مناطق مورد مطالعه تحت سناریوی A2 میباشد. در برخی از مناطق از قبیل تبریز، افزایش نیاز تبخیری جو و کاهش بارش سبب تغییر کلاس اقلیمی از نیمهخشک به خشک خواهد شد.
