A Comparative Study of Applying the Hadcm3 and ECHO-G Softwares to the Climate Change Assessment of the Babolroud Watershed Between 2046-2065 Period
Subject Areas : Article frome a thesisHadi Razzaghian 1 , Behrouz Mohseni 2 , Ghorban Shahriari 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.
Keywords: Drought, Scenario, General circulation, Weather generator, LARS-WG software,
Abstract :
The Babolroud watershed has experienced different climate related events such as flooding and drought in recent years that emphasize the urgent need to investigate the impact of climate change on meteorology and hydrology of the watershed. Two general atmospheric circulation softwares were used to predict these changes. However, the large scale computational grid of such software discourages their application to meteorology parameters prediction in small scales. Therefore, an interface tool called the LARS- WG model has been developed to facilitate assessment of such parameters in more manageable scales and at the desired localities. The data generated by the HadCM3 general circulation of the atmosphere software were incorporated into the LARS-WG software under a similar scenario for the 2046-2065 periods. They were downscaled, compared and evaluated the four climatic variables related to the statistical base period of 1982-2011. These data were introduced into the LARS-WG software for calibration and verification. Furthermore, the relationships between the collected data were established between rainfall depth, maximum and minimum temperatures and radiation to simulate the future events. It was observed that the ECHO-G software prediction was lower for precipitation and higher for temperature under the similar scenario as compared to those predicted by the HadCM3 software. Precipitation depth as predicted by this software for the Babolroud watershed ranged from -52 to +17 %. The results indicated a moderate increase in precipitation in the rainy season and an extreme decrease in the summer month. The highest reduction was related to the August rainfall (43 mm) as predicted by the ECHO-G software. The highest increase in precipitation was related to October (27 mm) as predicted by the HadCM3 software.
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.
_||_