ارزیابی اثرات تغییر اقلیم بر منابع آب (زیر حوضه لنجانات)

محورهای موضوعی : اقلیم شناسی

داریوش رحیمی ¹ , فاطمه بشیریان ² , احمد نوربخش ³ , نصرت فرهادی ⁴

1 - عضو هیئت علمی دانشگاه اصفهان
2 - گروه جغرافیایی طبیعی ، دانشگاه اصفهان
3 - گروه جغرافیای طبیعی ، دانشگاه اصفهان
4 - دانشگاه فرهنگیان معاونت آموزشی پردیس حضرت فاطمه زهرا اهواز

تاریخ دریافت : 1402/11/30 تاریخ پذیرش : 1403/06/17 تاریخ انتشار : 1403/07/02

کلید واژه: تغییر اقلیم, روند, منابع آب, LARS-WG, زیر حوضه لنجانات,

چکیده مقاله :

تغییر اقلیم و گرمایش جهانی چالش جدی بر منابع آب ایران است. منابع آب حوضه زاینده‌رود در دو دهه اخیر تحت تأثیر تغییر اقلیم کاهش یافته است. برای ارزیابی اثر تغییر اقلیم بر منابع آب، روند یابی، آشکار سازی نقاط چرخش، پیش‌نگری و آنالیز دقت مدل‌ها برای داده‌های دمای حداقل و حداکثر، بارش و دبی در طول دوره آماری 1401-1345 انجام گرفت. در این فرایند از روش‌های آنومالی، آزمون نا پارامتری من-کندال و پیتتیتت، مبدل لارس (گزارش ششم) و ضریب همبستگی، ضریب تعیین، آرام اس ای استفاده شد. نتایج واکاوی روند نشان دهنده کاهش معنادار میانگین دمای سالانه در دوره (1401-1345) در حدود ۱.۴ درجه سلسیوس و کاهش معنادار بارش فصل زمستان با شیب ۱.۲۸- است. یافته‌ها نشان داد روند افزایش دما در دوره ۲۰۴۰-۲۰۲۱ ادامه خواهد داشت. در سناریوهای گوناگون دمای کمینه بین ۰.۴ تا ۰.۷، دمای بیشینه ۰.۶-۰.۸ درجه سلسیوس، بارش سالنه نیز حدود ۱۱% کاهش می‌یابد. همچنین براساس رابطه دما-بارش میزان تبخیر به ازای هر ۰.۱ درجه سلسیوس افزایش دما ۳% افزایش می‌یابد. در نتیجه این میانگین دبی 5/1 تا 9/1 درصد در دوره زمانی (2040-2021) است؛ بنابراین چنانچه در زمینه مدیریت منابع آب بازنگری صورت نگیرد چالش دسترسی به منابع آب در آینده جدی‌تر خواهد شد. در این زمینه راهبردهای سازگاری با تغییر اقلیم و افزایش تاب‌آوری پیشنهاد می‌شود.

چکیده انگلیسی:

Climate change and global warming pose serious challenges to Iran's water resources. The water resources in the Zayandeh Rood Basin have decreased over the last two decades under the influence of climate change. Trend finding, turning-point detection, forecasting, and accuracy analyses of the models were performed to evaluate the effects of climate change on water resources. The minimum and maximum temperature, precipitation, and discharge data were studied for 1966-2020. In this process, anomaly methods, Mann-Kendall and Pettitte non-parametric tests, Lars WG-6 generator (6th IPCC), and r, R2, NRMSE, and RMSE were used. The results of the trend analysis show a significant increase in the average annual temperature in the period (1966-2020) by approximately 1.4 °C and a significant decrease in winter precipitation with a slope of -1.28. The findings show that the trend of increasing temperatures will continue in the future (2021-2040). In various scenarios, the minimum and maximum temperatures will increase between 0.4 and 0.7°C, and from 0.6 to 0.8 °C, respectively. The annual precipitation will be reduced by 11%. In addition, based on the temperature-rainfall relationship, evaporation increases by 3% per 0.1 °C increase in temperature. As a result, the average discharge will be 1.5 to 1.9 percent in the period (2021-2040). Therefore, if there are no revisions to the field of water resource management, the challenge of accessing water resources will become more serious in the future. Strategies to adapt to climate change and increase resilience have been proposed.

منابع و مأخذ:

1- انصاری مهابادی، ثمین، دهبان، حسین، زارعیان، محمدجواد و فرخ نیا، اشکان. (1401): بررسی روند تغییرات دما و بارش حوضه‌های آبریز ایران در افق 20 سال آینده بر اساس برونداد مدل‌های CMIP6، پژوهش آب ایران، جلد 16، شماره 1.
2- بشیریان، فاطمه، رحیمی، داریوش، موحدی، سعید و ذاکری نژاد، رضا. (1399): شبیه‌سازی رواناب، تبخیر، برگاب و تغذیه آب زیرزمینی دریاچه ارومیه در دوره‌های مرطوب و خشک. پژوهش آب ایران، 15(2 (38 پیاپی))، 85-95.
3- بندری خلف آبادی، وحیده، شکیبا، علیرضا و عظیمی، فریده. (1392): پیش‌یابی رژیم بارش و دمای خوزستان با مدل‌های گردش عمومی جو. جغرافیای طبیعی، 6(19)، 59-70.
4- رحیمی، داریوش و زارعی، فرحناز. (1398): اثرات تغییر اقلیم بر حجم منابع آب و انتقال آب بین حوضه‌ای. علوم مهندسی و آبیاری (مجله علمی کشاورزی)، 42(3)، 61-74.
5- رحیمی، داریوش و محمدی، زهرا. (1396): بررسی خشک‌سالی هیدرولوژیکی حوضه آبخیز سد زاینده‌رود. آمایش جغرافیایی فضا، 7(25)، 221-233.
6- زارعیان، محمدجواد، دهبان، حسین و گوهری، سید علیرضا. (1401): ارزیابی دقت مدل‌های CMIP6 در برآورد دما و بارش ایران بر اساس تحلیل شبکه‌ای. مدیریت آب و آبیاری، 12(4), 783-797.
7- سازمان نقشه‌برداری کشور، (1400): اطلس آب، تهران.
8- سلاجقه، علی، رفیعی ساردویی، الهام، مقدم نیا، علیرضا، ملکیان، آرش، عراقی نژاد، شهاب، خلیقی سیگارودی، شهرام و صالح پورجم، امین. (1396): بررسی کارایی مدل‌های ریزمقیاس نمایی آماری LARS-WG و SDSM در شبیه‌سازی دما و بارش. تحقیقات آب و خاک ایران (علوم کشاورزی ایران)، 48(2)، 253-262.
9- صابری، بیژن، رحیمی، داریوش و خوشحال دستجردی، جواد. (2023): آسیب‌پذیری اقلیمی و راهبردهای پایداری منابع آب در حوضه کارون شمالی. جغرافیا و توسعه ناحیه‌ای, 21(2), 229-255.
10- صالح، ایرج، صالح نیا، نرگس، (1401): بررسی نقش تنوع معیشتی در تاب‌آوری و سطح رفاه جامعه روستایی در مواجهه با تغییر اقلیم، مجله آب و توسعه پایدار، سال نهم، شماره 1، صص.84-75.
11- غیاث‌آبادی فراهانی، فاطمه، خوش‌اخلاق، فرامرز، شمسی‌پور، علی‌اکبر، عزیزی، قاسم و فتاحی، ابراهیم. (1397): بررسی و تحلیل تغییرات درون دهه‌ای روند و الگوی فضایی بارش‌های سالانه و فصلی (مطالعه موردی: نیمه غربی ایران). تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی (علوم جغرافیایی)، 18(48)، 59-78.
12- فرمان‌بر، زهرا، دلاور، مجید، (1396): بررسی اثرات تغییر اقلیم بر سیستم‌های منابع آب و کشاورزی در چارچوب ارزیابی منطقه‌ای، تحقیقات منابع آب ایران، سال سیزدهم، شماره 4، صص 88-75.

13- Bijl, D.L. Et Al. (2018): A Global Analysis Of Future Water Deficit Based On Different Allocation Mechanisms. Water Resour. Res. 54(8), 5803–5824, Doi:10.1029/2017wr021688.
14- Burke, E.J. Y. Zhang And G. Krinner, 2020: Evaluating Permafrost Physics In The Coupled Model Intercomparison Project 6 (CMIP6) Models And Their Sensitivity To Climate Change. Cryosphere, 14(9), 3155–3174.
15- Douville, H. Raghavan, K. Renwick, J. Allan, R. P. Arias, P. A. Barlow, M. Zolina, O. (2021): Water Cycle Changes. In: Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Contribution Of Working Group I To The Sixth Assessment Report Of The Intergovernmental Panel On Climate Change.
16- Ellison, D. Morris, C. E. Locatelli, B. Sheil, D. Cohen, J. Murdiyarso, D. ... & Sullivan, C. A. (2017): Trees, Forests And Water: Cool Insights For A Hot World. Global Environmental Change, 43, 51-61.
17- Flörke, M. C. Schneider And R.I. Mcdonald, (2018): Water Competition Between Cities And Agriculture Driven By Climate Change And Urban Growth. Nat. Sustain. 1(1), 51–58, Doi:10.1038/S41893-017-0006-8
18- Hanasaki, N. Yoshikawa, S. Pokhrel, Y. & Kanae, S. (2018): A Quantitative Investigation Of The Thresholds For Two Conventional Water Scarcity Indicators Using A State‐Of‐The‐Art Global Hydrological Model With Human Activities. Water Resources Research, 54(10), 8279-8294.
19- IPCC, (2018): SPECIAL REPORT Global Warming Of 1.5°C. October 2018.
20- IPCC, (2021): Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Contribution Of Working Group I To The Sixth Assessment Report Of The Intergovernmental Panel On Climate Change. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom And New York, NY, USA, In Press, Doi:10.1017/9781009157896.
21- Müller Schmied. H. Pokhrel, Y. Felfelani, F. Satoh, Y. Boulange, J. Burek, P. Gädeke, A. ... & Wada, Y. (2021): Global Terrestrial Water Storage And Drought Severity Under Climate Change. Nature Climate Change, 11(3), 226-233.
22- Seneviratne, S.I. X. Zhang, M. Adnan, W. Badi, C. Dereczynski, A. Di Luca, S. Ghosh, I. Iskandar, J. Kossin, S. Lewis, F. Otto, I. Pinto, M. Satoh, S.M. Vicenteserrano, M. Wehner, And B. Zhou, (2021): Weather And Climate Extreme Events In A Changing Climate. In: Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Contribution Of Working Group I To The Sixth Assessment Report Of The Intergovernmental Panel On Climate Change.
23- Swain, D. L. Singh, D. Touma, D. & Diffenbaugh, N. S. (2020): Attributing Extreme Events To Climate Change: A New Frontier In A Warming World. One Earth, 2(6), 522-527.