مدلسازی و پیش‌بینی عناصر اقلیمی دما و بارش (مطالعه موردی: ایستگاه سینوپتیک اهر)

جغرافیای طبیعی

مقاله 4، دوره 14، شماره 53، آبان 1400، صفحه 57-74   

نوع مقاله: مقاله مستخرج از پایان نامه

نویسندگان

شهرام لطفی قرانچای¹؛ علیرضا شکیبا²؛ آمنه دشت بزرگی³؛ فاطمه ربانی⁴؛ طیبه اکبری ازیرانی^{* 5}

¹دانشجوی دکتری آب‌و‌هواشناسی سینوپتیک، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

²دانشیار دانشکده سنجش از دور و GIS دانشگاه شهید بهشتی تهران

³مسِئول آزمایشگاه دانشکده سنجش از دور و GIS دانشگاه شهید بهشتی تهران

⁴دانشگاه تربیت مدرس تهران

⁵استادیار دانشکده علوم زمین دانشگاه شهید بهشتی

چکیده

امروزه تغییر اقلیم از چالش‌های جدی جوامع بشری و محیط زیست تلقی شده و سبب ایجاد ناهنجاری در سیستم اقلیم کره زمین گردیده است. بر اساس ارزیابی دانشمندان افزایش میانگین دمای جهانی امری اجتناب ناپذیر است. در این پژوهش به بررسی عناصر اقلیمی دما و بارش ایستگاه سینوپتیک اهر برای دوره‌های آینده نزدیک (2026-2045)، آینده میانی (2046-2065) و آینده دور (2066-2085) با استفاده از خروجی‌های مدل تغییر اقلیم CanESM2 بر پایه RCP2.6, RCP4.5 و RCP8.5 با مدل ریزمقیاس نمایی SDSM و نیز به بررسی روند سالانه این تغییرات با استفاده از آزمون من _ کندال پرداخته شد. براساس خروجی مدل مشخص شد که در آینده نزدیک بارش در ماه‌های فوریه و نوامبر و در دو دوره آینده میانی و دور در ماه‌ اکتبر بیشترین میزان کاهش و برای ماه‌های آوریل، می و آگوست افزایش بارش اتفاق خواهد افتاد. به طور میانگین دمای کمینه 38/0 درجه سلسیوس، دمای متوسط 52/0 درجه سلسیوس و دمای بیشینه 82/0 درجه سلسیوس افزایش خواهد یافت. براساس نتایج آزمون من_کندال روند سالانه بارش در آینده کاهشی، دمای متوسط در سه سناریو دارای روند افزایشی و معنادار و عناصر دمایی (دمای کمینه، متوسط و بیشینه) در RCP8.5 افزایشی و معنادار خواهد بود.

کلیدواژه‌ها

تغییر اقلیم؛ سناریوها؛ ریزمقیاس نمایی؛ مدلCanESM2

مراجع

1- احمدی، محمود؛ داداشی رودباری، عباسعلی؛ اکبری ازیرانی، طیبه؛ کرمی، جمال (1398): کارایی مدل HadGEM2-ES در ارزیابی نابهنجاری فصلی دمای ایران تحت سناریوهای واداشت تابشی، مجله فیزیک زمین و فضا، شماره 45, صص. 625-644.

2- خالدی، شهریار؛ رضویان، محمد. تقی؛ جمالی، فریماه. سادات (1398): شناسایی تغییر دما و بارش تهران در 20 سال آینده و سازگاری با این تغییر، کنفرانس بین‌المللی تغییر اقلیم، تهران دانشگاه خوارزمی، خرداد 1398.

3- ذهبیون، باقر. حصیرچیان، مهراوه. خزائی، محمد. رضا (1397): ارزیابی عملکرد مدل SDSM در بررسی اثر تغییر اقلیم بر بارش و دما، فصل­نامه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب. سال نهم، شماره 34.

4- روحی پناه، فاطمه؛ میررکنی، سید مجید؛ مساح بوانی، علیرضا (1394): بررسی توانمندی مدل SDSM در ریزمقیاس نمایی دما و بارش در اقلیم گرم و خشک (بررسی موردی: ایستگاه‌های یزد و طبس). مجله ژئوفیزیک ایران، جلد 9، شماره 4، صص. 125-104.

5- صــداقت کــردار، عبدا...؛ فتــاحی، ابراهیم (1387): شاخص‌های پیش‌آگاهی خشک‌سالی در ایـران، مجلـه جغرافیا و توسعه، شماره 11.

6- عباس نیا، محسن؛ طاووسی، تقی؛ خسروی، محمود (1396): ارزیابی جامع تغییرات فصلی آینده دمای بیشینه ایران طی دوره گرم بر اساس مدل‌های گردش عمومی جو، مجله آمایش جغرافیای فضا، فصل­نامه علمی – پژوهشی گلستان، آل هفتم، شماره مسلسل 25.

7- عساکره، حسین؛ شاه منصوری، بهرام (1395): بررسی و پیش‌بینی تغییرات دمای ایستگاه اراک بر اساس مدل ریزمقیاس نمایی آماری، پژوهش‌های جغرافیای طبیعی، دوره 48، شماره 2، تابستان 1395، صص. 212-193.

8- عساکره، حسین؛ کیانی، حدیث (1396): ارزیابی کارایی مدل SDSM در شبیه‌سازی میانگین دمای شهر کرمانشاه، فصلنامه علمی- پژوهشی اطلاعات جغرافیایی، دوره 27، شماره 105.

9- علیزاده چوبری، امید و نجفی، محمد سعید (1396): روند تغییرات دمای هوا و بارش در مناطق مختلف ایران، فیزیک زمـین و فضـا، 43(3): 569-584.

10- کردوانی، پرویز؛ علیجانی، بهلول؛ جوادی زاده، فرشاد؛ اسدیان، فریده (1397): کارایی الگوهای مدل ریزمقیاس نمایی آماری SDSM در پیش‌بینی پارامترهای دمایی در حوضه آبریز میناب، فصل­نامه جغرافیای طبیعی، سال 11، شماره 42.

11- گل محمدی، مریم؛ مساح بوانی، علیرضا (1390): بررسی تغییرات شدت و دوره بازگشت خشک‌سالی حوضه قره‌سو در دوره‌های آتی تحت تأثیر تغییر اقلیم. نشریه آب و خاک (علوم و صنایع کشاورزی)، جلد 25، شماره 2، صص. 326-315.

12- گودرزی، مسعود؛ نادری، سهراب؛ قدمی دهنو، محمد (1396): اثر تغییر اقلیم بر پارامترهای اقلیمی در حوزه سیمره، انجمن آبخیزداری ایران، سال 11، شماره 39.

13- محمدی، حسین؛ زارعی، کبری؛ بازیگر، سعید (1398): پیش‌بینی عناصر اقلیمی دما و بارش ایستگاه سینوپتیک گرگان بر اساس سناریوهای RCP. پژوهش‌های جغرافیای طبیعی، دوره 51، شماره 4، صص. 579-563.

 

14- Canada, (2017): Canesm2 Predictors: CMIP5 Experiments. Http://Www.Cccsn.Ec.Gc.Ca/?Page=Pred- Canesm2.

15- Collins, M. Knutt, R. Arbalester, I. Dufresne, L. Fichefet, T. Fried Ling Stein, P. Gao, X. Gutowski, W.J. Johns, T. Krinner, G. Shongwe, M. Tebaldi, C. Weaver, A.J. Wehner, M, (2013): Long-Term Climate Change: Projections, Commitments And Irreversibility.

16- Cunderlik, J M. Ouarada, B. M. J, (2009): Trends In The Timing And Magnitude Of Floods In Canada, J. Of Hydrology, No. 375, Pp. 471- 480.

17- Fallah-Ghalhari, G. Shakeri, F. & And Dadashi-Roudbari, A. (2019): Impacts Of Climate Changes On The Maximum And Minimum Temperature In Iran. Theoretical And Applied Climatology, 138(3-4): 1539-1562.

18- IPCC, 2001, Climate Change (2001): The Scientific Basis, Cambridge Univ, Perss, And New York. In Intense Precipitation In The Climate Record, J. Climate Change, 18. Pp. 1326- 1350.

19- IPCC, 2013, In Climate Change (2013): The Physical Science Basic Contribution Of Working Group 1 To The. Fifth Assessment Report Of The Intergovernmental Panel On Climate Change. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom And New York, USA.

20- IPCC, (2018): Special Report: Global Warming Of 1.5 ºc.

Https://Www.Ipcc.Ch/Sr15/

21- Kendall, M.G, (1948): Rank Correlation Methods.

22- Koch, M. Cherie, N, (2013): Mono And Multi-Model Statistical Downscaling Of GCM-Climate Predictors For The Upper Blue Nile River Basin, Ethiopia. In Proceedings Of The 6th International Conference On Water Resources And Environment Research, ICWRER (Pp. 3-7)

23- Kurdish, P. Alijani, B. Javadizadeh, F. Asadian, F, (2018): Efficiency Of SDSM Statistical Exponential Microscale Model Models In Predicting Temperature Parameters In Minab Catchment, Quarterly Journal Of Natural Geography, Volume11. Number 42.

24- Mann, H. B, (1945): Nonparametric Tests Against Trend. Econometrical. Journal Of The Econometric Society, 245-259.

25- Metekiya, M.G. Deogratias M. M, (2017): Generation Of Climate Change Scenarios For Precipitation And Temperature At Local Scales Using SDSM In Wami-Ruvu River Basin Tanzania. Physics And Chemistry Of The Earth. 100, Pp. 62-72.

26- Rashid Mahmood, M. Babel, S, (2014): Future Changes In Extreme Temperature Events Using The Statistical Downscaling Model )SDSM( In The Transboundary Region Of The Jhelum River Basin، Weather And Climate Extremes 5-6: Pp. 56–66

27- Salon, S. Cossarini, G. Libralato, S. Gao, X. Solidoro, C. Giorgi, F, (2008): Downscaling Experiment For The Venice Lagoon. I. Validation Of The Present-Day Precipitation Climatology. Clim. Res. 38, Pp. 41-31.

28- Saraf, V. R. Regular, D. G, (2016): Assessment Of Climate Change For Precipitation And Temperature Using Statistical Downscaling Methods In Upper Godavari River Basin, India. Journal Of Water Resource And Protection, No. 8, Pp. 31-45.

29- Sarwar, R. Irwin, S.E. King, L.M. Simonovic, S.P, (2010): Assessment Of 8.

30- Schimidli, H, Goodess, C. M. Frei, C. Haylouk, M.R. Schmith, S, (2007): Statistical And Dynamical Downscaling Precipitation: An Evaluation And Camparison Of Scenario For The European Alps, Jurnal. Geophysical Research, 112. Pp. 1-20.

31- Serrano, A. Mateos, V. L. Garcia, J. A, (1999): Trend Analysis Of Monthly Precipitation Over The Iberian Peninsula For The Period 1921-1995. Phys. Chem EARTH (B), VOL. 24, NO. 1- 2, Pp. 85-90.

32- Tan, M. L, Ibrahim, A.B, Latif, Y, Zulkifli, Ch, Vivien, P, Chan, N.W, (2017): Climate Change Impacts Under CMIP5 RCP Scenarios On Water Resources Of The Kelantan River Basin, Malaysia Atmospheric Research. 189, Pp. 1–10.

33- Theil, H, (1950): A Rank Invariant Method Of Linear And Polynomial Regression Analysis, Part3. Netherlands Akademie Vanwettenschappen, Proceedings. 53. Pp. 1397–1412

34- Venkatarman, K, (2016): 21st Century Drought Outlook For Major Climate Divisions Of Texas Based On Texas Based On CMIP5 Multimodal Ensemble: Implications For Water Resource Management. Journal Of Hydrology. 534, Pp. 300-316.

35- Wetter Hall, F, (2005): Statistical Downscaling Of Precipitation From Large –Scal Atmospheric Circulation – Comparison Of Methods And Climate Region. Msc Dissertation, Faculty Of Sceince And Technology, UPPSALA University.

36- Wilby, R. L. Dawson, C.W, (2007): Using SDSM Version 4.2 –A Decision Support Tool From Assessment Of Regional Climate Change Impacts, User Manual.

37- Wilby, R. L. Dawson, C.W. Barrow, E. M, (2002): SDSM- A Decision Suport Tool For The Assessment Of Regional Climate Change Impacts. Journal Of Environmental Modeling And Software, 17, Pp. 147-159.

38- Xu, C.Y, (1999): From Gcms To River Flow: A Review Of Downscaling Methods And Hydrologic Modeling Approaches, Journal. Physical Geography. 23, Pp. 203-228.

39- Yue, T. X. Zhao, N. Zemeng, F. Jing, L. Chuanfa, Ch. Yimin, L, Chenliang, W. Bing, X. Wilson, J, (2016): CMIP5 Downscaling And Its Uncertainty In China. Global And Planetary Change.414, Pp. 30–37.