مقایسه دو شبیهHadCM3 و ECHO-Gدر ارزیابی تغییر اقلیم حوضۀ آبخیز بابلرود در دوره 2065-2046

الموضوعات :

هادی رزاقیان ¹ , بهروز محسنی ² , قربان شهریاری ³

1 - استادیار دانشگاه پیام‌نور، دانشکده ی علوم کشاورزی، گروه علمی منابع‌طبیعی و محیط زیست، تهران، 4697-19395، ج.ا.ا.
2 - مربی دانشگاه پیام‌نور، دانشکده ی علوم کشاورزی، گروه علمی منابع‌طبیعی و محیط زیست، تهران، 4697-19395، ج.ا.ا.
3 - استادیار دانشگاه پیام‌نور، دانشکده ی علوم کشاورزی، گروه علمی منابع‌طبیعی و محیط زیست، تهران، 4697-19395، ج.ا.ا.

تاريخ الإرسال : 15 الأربعاء , محرم, 1437 تاريخ التأكيد : 08 السبت , جمادى الثانية, 1439 تاريخ الإصدار : 03 الإثنين , صفر, 1439

الکلمات المفتاحية: خشکسالی, گردش عمومی, مولد هواشناسی, نمایشنامه, نرم‌افزار لارس,

ملخص المقالة :

حوادث اقلیمی متفاوتی اعم از سیل و خشکسالی را در سالیان اخیر در سطح حوضۀ آبخیز بابلرود شاهد بوده­ایم که لزوم مطالعه هر چه بیشتر مؤلفه­های نرم­افزار­های اقلیمی مؤثر را در فرایندهای هواشناسی و آب­شناسی حوضۀ آبخیز مورد تأکید قرار می­دهند. این کار از طریق نرم­افزار­های گردش عمومی جو انجام می­پذیرد. به­دلیل بزرگ مقیاس بودن شبکۀ محاسباتی نرم­افزار­های گردش عمومی جو، این نرم­افزار­ها قادر به پیش­بینی فراسنج­های آب و هواشناسی در مقیاس نقطه­ای نیستند. ابزار واسطی به­نام مولد هواشناسی ابداع گردیده است که به وسیلۀ آن می­توان تغییر اقلیم را در مقیاس نقطه­ای، و ایستگاه موردنظر، ارزیابی کرد. در این پژوهش، داده­های نرم­افزار­های گردش عمومی جو HadCM3 و ECHO-G، با به­کارگیری نرم­افزار LARS-WG تحت نمایشنامه ی مشابۀ A1B برای دورۀ­ زمانی 2065-2046 ریزمقیاس شده و مورد مقایسه و ارزیابی قرار گرفتند. نرم­افزار لارس با معرفی چهار متغیر اقلیمی مربوط به دورۀ پایۀ آماری 2011-1982، مورد واسنجی و صحت­سنجی قرار گرفت. سپس، خودهمبستگی میانگین بین داده­های دیده­بانی شده برای شبیه­سازی بارش، دمای بیشینه، دمای کمینه و تابش به­وسیلۀ نرم­افزار لارس برای شبیه­سازی دوره­های آتی به­کار گرفته شد. بر پایۀ یافته­های این پژوهش، نرم­افزار ECHO-G نسبت به نرم­افزار HadCM3 تحت نمایشنامه ی مشابه، بارش کمتر و دمای بیشتر را پیش­بینی کرد. بارش در حوضۀ آبخیز بابلرود در دورۀ مربوطه، 52- تا 17+ درصد متغیر خواهد بود. همچنین، این حدود تغییرات با افزایش بارش در ماه­های پر بارش و کاهش شدید بارندگی در ماه­های کم بارش تابستان همراه خواهند بود. بیشترین کاهش مربوط به ماه­ کم بارش آگوست (43 میلیمتر) در نرم­افزار ECHO-G است. بیشترین افزایش بارش نیز مربوط به ماه اکتبر (27 میلی­متر) در نرم­افزار HadCM3 می­باشد.

المصادر:

1)       آذری، م.، مرادی، ح.ر.، ثقفیان، ب.، و فرامرزی، م. 1392. ارزیابی اثرات آب­شناسی تغییر اقلیم در حوضه آبخیز گرگانرود. نشریه آب و خاک 27: 547-537.

2)       بابائیان، ا.، نجفی­نیک، ز.، زابل­عباسی، ف.، حبیبی­نوخندان، م.، ادب، ح.، و ملبوسی. ش. 1388. ارزیابی تغییر اقلیم کشور در دوره­ی 2039-2010 با استفاده از ریزمقیاس نمایی داده­های شبیه گردش عمومی جو ECCHO-G. فصل­نامه جغرافیا و توسعه 16: 152-135.

3)       بابائیان، ا.، ضرغامی، م.، کوهی، م.، بابائیان، ا.، کریمیان، م.، و مدیریان. ر.  1392. بررسی رفتار منابع آب حوضۀ قره­قوم تحت شرایط اقلیم (مطالعه موردی: زیر حوضۀ درگز). نشریه آب و خاک 5: 918-907.

4)       بختیاری، ب.، پورموسوی، ش.، و سیاری، ن.  1393. بررسی اثر تغییر اقلیم بر منحنی­های شدت-مدت-فراوانی ایستگاه بابلسر طی دوره زمانی 2030-2011. نشریه آبیاری و زهکشی 4: 704-694.

5)       حجازی­زاده، ز.، فتاحی، ا.، مساح­بوانی، ع.، و ناصرزاده، م. 1391. ارزیابی اثرات تغییر اقلیم بر هیدروگراف سیلاب در دوره­های آتی (مطالعه موردی: حوضۀ آبخیز بختیاری). فصل­نامه جغرافیا و توسعه 34: 24-5.

6)       خزانه­داری، ل.، کوهی، م.،  قندهاری، ش.، و آسیایی. 1391. تغییر اقلیم، علل، اثرات و راه حل­ها. جان­تی هاردی. انتشارات پاپلی، مشهد 362ص.

7)       دوستی، م. 1391. ارزیابی اثر تغییر اقلیم بر بده جریان با کاربرد شبیه  بارش- رواناب (مطالعه موردی: حوضۀ آبخیز تمر، استان گلستان). پایان­نامه دوره کارشناسی ارشد، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، 92 ص.

8)       ذهبیون، ب.، گودرزی، م.، و مساح­بوانی، ع.،  1389. کاربرد شبیه  SWAT در تخمین رواناب حوضه در دوره­های آتی تحت تاثیر تغییر اقلیم. نشریه پژوهش­های اقلیم­شناسی، 3 و 4: 58-43.

9)       رسولی، ع.ا.، رضایی­بنفشه، م.، و مساح­بوانی، ع.  1393. بررسی اثر عوامل مورفواقلیمی بر دقت ریزمقیاس گردانی شبیه  LARS-WG. علوم و مهندسی آبخیزداری ایران 24: 18-9.

10)   رضایی، م.، نهتانی، م.، مقدم­نیا، ع.، آبکار، ع.، و رضایی، م.، 1393. بررسی کارآیی شبیه  ریزمقیاس نمایی آماری در پیش­بینی بارش در دو اقلیم خشک و فرا خشک. نشریه آب و خاک (علوم و صنایع غذایی) 4: 845-836.

11)   زهرایی، ا. 1391. شبیه­سازی تغییرات اقلیمی استان سیستان و بلوچستان با کمک ریزگردانی داده­های گردش عمومی جو (GCMs) برای دوره اقلیمی (2040-2009)، پایان­نامه کارشناسی­ارشد اقلیم­شناسی دانشگاه سیستان و بلوچستان، دانشکده جغرافیا و برنامه­ریزی محیطی.

12)   سیدکابلی، ح.، آخوند­علی، س.م.، مساح­بوانی، ع.، و رادمنش، ف.،  1391. ارائه شبیه  ریزمقیاس نمایی داده­های اقلیمی بر اساس روش ناپارامتریک نزدیکترین همسایگی (K-NN). نشریه آب و خاک 4: 779-808.

13)   عباسی، ف.، بابائیان، ا.، اثمری، م.، و برهانی، ر.،  1391. ارزیابی تغییر اقلیم ایران در دهه­های آینده (2025-2100) با استفاده از ریز مقیاس نمایی داده­های شبیه  گردش عمومی جو. تحقیقات جغرافیایی 1: 229-205.

14)   کاویان، ع.، و صفری، ع.  1391. تعیین شبیه  مناسب برای برآورد رسوبدهی با استفاده از روش­های آماری (مطالعه موردی؛ حوضۀ آبخیز بابلرود). نشریه تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی 13: 130-111.

15)   کمال، ع.، و مساح­بوانی، ع.  1389. تأثیر تغییر و نوسانات اقلیمی بر رواناب حوضه با دخالت عدم قطعیت دو شبیه  هیدرولوژی. نشریه آب وخاک 5: 931-920.

16)   مشکواتی، ا.ح.، م. کردجزی، و ا. بابائیان. 1389. بررسی و ارزیابی شبیه  لارس در شبیه­سازی داده­های هواشناسی استان گلستان در دوره (2007-1993) میلادی. نشریه تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی 19: 96-81.

17)    Arnell, N.W., M.B. Charlton, and J.A. Lowe. 2014. The effect of climate policy on the impacts of climate change on river flows in the UK. Journal of Hydrology 510:424-435.

18)    Boyer, C., D. Chaumon, I. Chartier, and A.G. Roy. 2010. Impact of climate change on the hydrology of St. Lawrence tributaries Journal of Hydrology 384:65-83.

19)    Bozkurt, D., and Senو O. Lutfi. 2013. Climate change impacts in the Euphrates–Tigris Basin based on different model and scenario simulations Journal of Hydrology 480:149-161.

20)    Chen, J., Xia, J., Zhao, C., Zhang, Sh., Fu, G., and Ning. L. 2014. The mechanism and scenarios of how mean annual runoff varies with climate change in Asian monsoon areas, Journal of Hydrology 517:595-606.

21)    Guardiola, M., Troch, P.A.,  Breshears, D.D.,  Huxman, T.E.,  Switanek, M.B.,  Durcik, M., and Cobb., N.S. 2011. Decreased streamflow in semi-arid basins following drought-induced tree die-off: A counter-intuitive and indirect climate impact on hydrology. Journal of Hydrology 406:225-233.

22)    IPCC. 2007. Climate change 2007. PP.1-8. In: Solomon, S., D. Qin, M. Manning, Z. Chen, M. Marquis, K.B. Averyt, M. Tignor, and H.L. Miller (Eds.) The physical science basis, contribution of working group I to the fourth assessment report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press, UK.

23)    Nigel, W.A., and Lloyd, B. 2014. The global-scale impacts of climate change on water resources and flooding under new climate and socio-economic scenarios. Journal of Climatic Change 122:127–140.

24)    Pope, V.D., Gallani, M.L., Rowntree, P.R.,  and Stratton, R.A.  2000. The impact of new physical parameterizations in the Hadley Centre climate model HadAM3. Climate Dynamics 16, 123-146.

25)    Sarkar, J., and Chicholikar, J.R.  2016. Future climate change scenario at hot semi-arid climate of Ahmedabad (23.04°N, 72.38°E), India based on statistical downscaling by LARS-WG Model. Asian Journal of Water, Environment and Pollution 13: 35-42.

26)    Semenov, M.A., and Barrow, E.M.  2002. LARS-WG: a stochastic weather generator for use in climate impact studies: User’s manual. Rothamsted Research, Harpenden. Version 3.0.

27)    Steele-Dunne, S., Lynch, P., McGrath, R., Semmler, T., Wang, SH., Hanafin, J., and P. Nolan. 2008. The impacts of climate change on hydrology in Ireland. Journal of Hydrology 356: 28-45.

28)    Surfleet, C.G., and Tullos, D., 2013. Variability in effect of climate change on rain-on-snow peak flow events in a temperate climate, Journal of Hydrology 479: 24–34.