بررسی خشکسالی هواشناسی و خشکسالی هیدرولوژیکی تحت تاثیر تغییر اقلیم (مطالعه موردی : حوضه آبخیز پلاسجان)
محورهای موضوعی : تغییرات اقلیمی و اکوسیستم هاشکراله کیانی 1 , احمد مزیدی 2 , حسین بهرامی 3
1 - گرايش سیستم اطلاعات جغرافیایی وسنجش ازدور ، گروه جغرافیا، دانشكده علوم انسانی،دانشگاه یزد
2 - دانشیار اقلیم شناسی، گروه جغرافیا، دانشكده علوم انسانی،دانشگاه یزد
3 - دانش آموخته مقطع كارشناسي ارشد، گرايش زمین شناسی مهندسی ، گروه زمین شناسی، دانشكده علوم زمین،دانشگاه علوم تحقیقات
کلید واژه: خشکسالی هواشناسی, خشکسالی هیدرولوژیکی, تغییر اقلیم, سناریو RCP , پلاسجان,
چکیده مقاله :
در میان مخاطرات طبیعی، خشکسالی یکی از مخرب ترین هاست و با توجه به تغییرات اقلیمی پیچیده تر می شود بنابراین بررسی تأثیر تغییرات اقلیمی بر انواع خشکسالی ضروری است. هدف تحقیق حاضر بررسی شاخص های خشکسالی هواشناسی تحت تاثیر تغییر اقلیم با استفاده از سناریوهای جدید RCP در حوضه آبخیز پلاسجان است. داده های هواشناسی روزانه شامل بارش، دمای کمینه، دمای بیشینه و تابش از اداره کل هواشناسی استان اصفهان جمع آوری شدند. تجزیه و تحلیل همبستگی بین خشکسالی هواشناسی ارائه شده توسط شاخص های بارش استاندارد (SPI) و خشکسالی هیدرولوژیکی(SDI) را در مقیاسهای زمانی 1و3و6و12ماه برای سال های (2022-1994) با استفاده از مدل SDSM ریزمقیاس نمایی تحت سناریوهای RCP2.6 ، RCP8.5 برای دوره های آینده با استفاده از مدل SDSM پیش بینی خشکسالی و بررسی داده های SPI در مقیاس سالانه برای دوره های پایه و آینده توسط آزمون من کندال انجام شد.یافته های حاصل ازبررسی خشکسالی توسط شاخص های SPI و SDI نشان می دهد که در فاصله زمانی بین سالهای 2010 به بعد حوضه پلاسجان به صورت پی در پی با خشکسالی های معنی دار روبرو شده است همچنین نتایج پیش بینی متغیرهای هواشناسی توسط مدل SDSMحاکی از این است که با حرکت از سناریوی RCP2.6 به سمت سناریوی RCP8.5 و نیز با حرکت از دوره های آینده نزدیک به سمت آینده دور، میزان بارش ماهانه و سالانه کاهش می یابد و در عوض، میزان دمای حداکثر و دمای حداقل افزایش می یابد.
Among natural hazards, drought is one of the most destructive and becomes more complex due to climate change, so it is necessary to study the impact of climate change on different types of drought. The aim of the present study is to investigate meteorological drought indices under the influence of climate change using new RCP scenarios in the Plasjan watershed. Daily meteorological data including precipitation, minimum temperature, maximum temperature and radiation were collected from the General Meteorological Office of Isfahan Province. Correlation analysis between meteorological drought presented by standard precipitation indices (SPI) and hydrological drought (SDI) at time scales of 1, 3, 6 and 12 months for the years (1994-2022) using the SDSM downscaling model under RCP2.6, RCP8.5 scenarios for future periods was performed using the SDSM model to predict drought and examine SPI data on an annual scale for the base and future periods using the Mann-Kendall test. The findings from the drought study by SPI and SDI indices show that in the period between 2010 and onwards, the Plasjan basin has been faced with significant droughts consecutively. Also, the results of forecasting meteorological variables by the SDSM model indicate that by moving from the RCP2.6 scenario to the RCP8.5 scenario and also by moving from the near future periods to the distant future, the monthly and annual precipitation decreases and, in return, the maximum and minimum temperatures increase. At least it increases.
- امیری، م.، و پورقاسمی، ح. (1398). بررسی ارتباط بین خشکسالی های آب شناسی و هواشناسی حوزه آبخیز مهارلو,استان فارس. مهندسی و مدیریت آبخیز, 11(3 ), 725-738.
- رضوی زاده، س.، درگاهیان، ف، (1400)، تحلیل ارتباط زمانی و مکانی خشکسالی هواشناسی و هیدرولوژیکی در حوضه زهره-جراحی، طبیعت ایران،دوره 6، شماره5، صفحات45 تا 53.
-فلاح ذوله، س.، ایلدرمی، ع.ر.، نوری، ح، (1400)، پیشبینی اثر تغییر اقلیم برشاخصهای خشکسالی (SPI) و (SDI ) در حوزه آبخیز ملایر با استفاده از سری زمانیARIMA. ، جغرافیا و برنامه ریزی، دوره ،شماره77، صفحات 205 تا 218.
-کواکبی، غ.، موسوی بایگی، م.، علیزاده، ا.، مساعدی، ا.، جباری نوقابی، م، (1399)، ارائه مدل پیش بینی ریسک خشکسالی هواشناسی و هیدرولوژیک با روش های آماری تحت تاثیر تغییرات اقلیمی (مطالعه موردی: زیرحوضه آبریز افین)، جغرافیا و مخاطرات محیطی, دوره9، شماره 33، صفحات 117 تا 137.
- کوشکی،ر.(1395). بررسی رابطه خشکسالی هواشناسی و هیدرولوژیکی در حوزه آبریز کرخه، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشکده کویرشناسی، دانشگاه سمنان.
- Achour, K., Meddi, M., Zeroual, A., Bouabdelli, S., Maccioni, P. & Moramarco, T. (2022). Spatio-temporal analysis and forecasting of drought in the plains of northwestern Algeria using the standardized precipitation index. J. Earth Syst. Sci. 129,PP 1–22.
- Allani, M., Mezzi, R., Zouabi, A., Béji, R., Joumade-Mansouri, F., Hamza, M. E. & Sahli,(2019).Impact of future climate change on water supply and irrigation demand in a small mediterranean catchment. Case study: Nebhana dam system, Tunisia. J. Water Clim. Change. 131.
- Al-Safi, H. I. J., Kazemi, H. & Sarukkalige, P. R.(2019). Comparative study of conceptual versus distributed hydrologic modelling to evaluate the impact of climate change on future runoff in unregulated catchments. J. Water Clim. Change. 180.
-Barker, L.J, Hannaford, J., Chiverton, A., Svensson, C., (2016). From meteorological to hydrological drought using standardised indicators. Hydrol. Earth Syst. Sci. 20, 2483–2505.
- Bouabdelli,S., Meddi, M., Zeroual,A.,Alkama,R. (2020). Hydrological drought risk recurrence under climate change in the karst area of Northwestern Algeria, Journal of Water and Climate Change,11(1):164-188.
-Dai A (2012) Increasing drought under global warming in observations and models. Nat Clim Chang 3:52–58.
- Das, J., Jha, S. & Goyal,M.K. (2020).Non-stationary and copula-based approach to assess the drought characteristics encompassing climate indices over the Himalayan states in India. J. Hydrol. 580, 124356.
- Haslinger, K., & Blöschl, G. (2017). Space‐time patterns of meteorological drought events in the European Greater Alpine Region over the past 210 years. Water Resources Research, 53, 9807–9823.
- Hoomehr S., S.Schwartz J., and C.Yoder D., (2016) "Potential changes in rainfall erosivity under GCM climate change scenarios for the southern Appalachian region, USA" CATENA, 136: 141-151.
- Huang, S.Z., Huang, Q., Zhang, H.B., Chen, Y.T., Leng, G.Y., 2016. Spatio-temporal changes in precipitation, temperature and their possibly changing relationship: A case study in the Wei River Basin, China. Int. J. Climatol. 36, 1160–1169.
- Huang SZ, Li P, Huang Q, Leng GY, Hou BB, Ma L (2017) The propagation from meteorological to hydrological drought and its potential influence factors. J Hydrol 547:184–195.
- Jehanzaib M.,Nouman Sattar M.,Lee LH.,Kim TW. (2019). Investigating effect of climate change on drought propagation from meteorological to hydrological drought using multi-model ensemble projections, Springer-Verlag GmbH Germany, part of Springer Nature. 34, PP7–21.
- Liu, Y., Zhu, Y., Ren, L., Singh, V. P.,Yong, B., Jiang, S., et al. (2019).Understanding the spatiotemporal links between meteorological andhydrological droughts from a three‐dimensional perspective. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 124, PP 3090–3109.
- Omer, A., Ma, Z.G., Zheng, Z.Y., Saleem, F., 2020. Natural and anthropogenic influences on the recent droughts in Yellow River Basin, China. Sci. Total Environ. 704, 135428.
- Phuong, T . T., Ngoc , N .B ., Linh , N. H. K.,Mai, N. T. H., & Van Chuong , H. (2021) . FORECAST EFFECTS OF DROUGHT ON AGRICULTURAL LAND USE BY GIS AND REMOTE SENSING IN BAC TRA MY DISTRICT , QUANG NAM PROVINCE .Hur University Journal of Science :Agriculture and Rural Development, 130( 3C ), 37-54.
- Shin Y, Lee Y, Choi J, Park JS (2018) Integration of maxstable processes and Bayesian model averaging to predict extreme climatic events in multi-model ensembles. Stoch Env Res Risk Assess 33(1):47–57.
- Van Loon AF, Van Lanen HAJ (2012) A process-based typology of hydrological drought. Hydrol Earth Syst Sci 16:1915–1946.
- Van Loon, A.F., Laaha, G., (2015). Hydrological drought severity explained by climate and catchment characteristics. J. Hydrol. 526, 3–14.
- Wang, F., Yang, H.B., Wang, Z.M., Zhang, Z.Z., Li, Z.H., (2019). Drought evaluation with CMORPH satellite precipitation data in the Yellow River Basin by using Gridded Standardized Precipitation Evapotranspiration Index. Remote Sens. 11, 485.
- Wang, X.F., Zhang, Y., Feng, X.M., Feng, Y., Xue, Y.Y., Pan, N.Q., (2017). Analysis and application of drought characteristics based on run theory and Copula function. T. Chin. Soc. Agr. Eng. 33, 206–214 (In Chinese).
- Wang, Y.X., Duan, L.M., Liu, T.X., Li, J.Z., Feng, P., (2020). A Non-stationary Standardized Streamflow Index for hydrological drought using climate and human-induced indices as covariates. Sci. Total Environ. 699, 134278.
- Wu J, Miao C, Zheng H, Duan Q, Lei X, Li H (2018) Meteorological and hydrological drought on the Loess Plateau, China: evolutionary characteristics, impact, and propagation. J Geophys Res Atmosp 123(20):11–569.
- Xu, Y., Zhang, X., Wang, X., Hao, Z.C., Singh, V.P., Hao, F.H., (2019). Propagation from meteorological drought to hydrological drought under the impact of human activities: A case study in northern China. J. Hydrol. 579, 124147.
- YoosefDoost, Arash; YoosefDoost, Icen; Asghari, Hossein; Sadegh Sadeghian, Mohammad (2018). "Comparison of HadCM3, CSIRO Mk3 and GFDL CM2.1 in Prediction the Climate Change in Taleghan River Basin". American Journal of Civil Engineering and Architecture. 6 (3): 93–100.
-YoosefDoost, Arash; Sadegh Sadeghian, Mohammad; Ali Node Farahani, Mohammad; Rasekhi, Ana (2017). "Comparison between Performance of Statistical and Low Cost ARIMA Model with GFDL, CM2.1 and CGM 3 Atmosphere-Ocean General Circulation Models in Assessment of the Effects of Climate Change on Temperature and Precipitation in Taleghan Basin". American Journal of Water Resources. 5 (4): 92–99. doi:10.12691/ajwr-5-4-1. ISSN 2333-4797.
- Zhang.,T,, Xiaoling.,S., Zhang.,G., Haijiang.,W., Wang.,G., Jiangdong.,Ch.(2022). Evaluation of the impacts of human activities on propagation from meteorological drought to hydrological drought in the Weihe River Basin, China, Science of The Total Environment , 819.PP 130-153.
