روند تغییرپذیری شاخص‌های حدی بارش در حوزه آبریز بختگان با استفاده از داده‌های AgMERRA و داده‌های ایستگاهی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه علوم مهندسی بیابان، دانشکده منابع طبیعی و علوم زمین، دانشگاه کاشان، کاشان، ایران

2 دانشکده علوم و فنون نوین، دانشگاه تهران، تهران، ایران

3 گروه سنجش از دور و GIS،دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

10.22125/iwe.2021.138351

چکیده

هدف این تحقیق بررسی روند تغییرپذیری شاخص‌های حدی بارش در حوزه آبریز بختگان است. برای انجام این تحقیق داده‌های روزانه بارش AgMERRA بـرای دوره 1980 تا 2010 با فرمت nc4 از پایگاه داده‌های سازمان فضـایی امریکـا گردآوری و داده‌های مربوط به حوزه آبریز بختگان، از آن استخراج گردید. همچنین داده‌‌های روزانه بارش برای دوره موردمطالعه برای ایستگاه‌های هواشناسی موجود در حوضه از آرشیو سازمان هواشناسی استخراج گردید. جهت بررسی تغییرات اقلیمی در منطقه، شاخص‌های Rx1day، Rx5day، PRCPTOT، CDD، R10mm، R20mm، R95p و R99p انتخاب و محاسبه شد. نتایج شاخص‌های حداکثر یک روز بارش (Rx1day) با روند تغییرات 186/1- تا217/0، حداکثر پنج روز بارش (Rx5day) با روند تغییرات 624/0- تا82/0، تعداد روزهای با بارش سنگین (R10) با روند تغییرات 179/0- تا 025/0، تعداد روزهای با بارش بسیار سنگین (R20) با روند تغییرات 06/0- تا 046/0 و مجموع بارش سالیانه (PRCPTOT) با روند تغییرات 675/3- تا 028/2 در بیشتر نواحی حوضه و به‌طور مشترک در قسمت‌های جنوب و غرب حوضه روندهای کاهشی دارند. شاخص روزهای ‏خشک متوالی (CDD) با کاهش بارش، افزایش یافته است و به‌طورکلی درکل حوضه (به‌جز بخش کوچکی در مرکز و شرق حوضه) روند افزایشی را نشان داد. بیشترین روزهای خشک متوالی در ایستگاه‌های شیراز، سد درودزن و علی آباد کمین به ترتیب 259 روز در سال 2008، 245 روز در سال 1983 و 264 روز در سال 1999 مشاهده شد. هر دو شاخص روزهای مرطوب (R95) و روزهای بسیار مرطوب (R99p) در برخی نقاط حوضه روند افزایشی و در برخی نقاط روند کاهشی را نشان دادند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Precipitation Extremes Variability Trend in Bakhtegan Catchment Using AgMERRA and Stations Data

نویسندگان [English]

  • Leila Jowkar 1
  • Fatemeh Panahi 1
  • Seyed Jawad Sadatinejad 2
  • Alireza Shakiba 3
1 Combating Desertification, Faculty of Natural Resources and Earth Sciences, University of Kashan.
2 Associate Professor, Department of Renewable Energy and the Environment, Tehran University, Tehran, Iran
3 Faculty of Earth Science, Department of Remote Sensing and GIS, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran..
چکیده [English]

This study was aimed to investigate Precipitation Extremes variability in Bakhtegan Basin. Climate data corresponding to Bakhtegan basin was extracted from AgMERRA dataset for the study time period (1980-2010) using R software. Daily precipitation data was also extracted from the meteorological stations data arhive in the basin during the study period. Rx1day, Rx5day, PRCPTOT, CDD, R10mm, R20mm, R95p and R99p indices were selected and calculated to study climate change in the region. RX1day results with the changes trend of -1.186 to 0.217, RX5day, -0.624 to 0.82, R10, -0.179 to 0.025, R20, -0.06 to 0.046 and PRCPTOT, -3.675 to 2.028 showed a decreasing trend in catchment’s most parts and jointly in the catchment’s southern and western parts. Decreasing precipitation, the consecutive dry days (CDD) increased and generally showed an increase throughout the basin (except for a small section in the catchment’s centeral and eastern parts). The most consecutive dry days were observed 259 days in 2008, 245 in 1983 and 264 in 1999 in Shiraz, Doroudzan Dam and Aliabad Kamin stations, respectively. Both R95p and R99p indices illustrated increasing and decreasing trends in different parts of the basin.

کلیدواژه‌ها [English]

  • climate change
  • Climate extremes
  • Precipitation extreme
  • Bakhtegan
احمدی، م.، لشکری،ح.، آزادی،م و کیخسروی، ق. 1394. آشکارسازی تغییر اقلیم با استفاده از شاخص‌های حدی بارش در خراسان بزرگ. نشریه پژوهش‌های دانش زمین، سال ششم، شماره 23، ص 52-34.
آقابیگی،ن.، اسمعلی عوری، ا.، مصطفی زاده، ر و گلشن، محمد. 1398. اثرات تغییر اقلیم بر رواناب با مدل هیدرولوژیکی IHACRES در برخی از حوزه‌های آبخیز استان اردبیل. نشریه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب ایران، دوره دهم، شماره 2، ص 192-181.
برنا، ر و جهان، آ. 1394. مطالعه روند تغییرات شاخص‌های حدی اقلیمی دما و بارش در جنوب غرب ایران (مطالعه موردی: استان بوشهر). فصلنامه جغرافیای طبیعی، سال هشتم، شماره 28، ص 63-43.
دارند، م. 1393. واکاوی تغییرات مقادیر حدی بارش و دما در ارومیه به‌عنوان نشانه‌هایی از تغییر اقلیم. نشریه پژوهش‌های حفاظت آب و خاک، جلد 21، شماره 2، ص 29-1.
دالایی، ح.، فرج‌زاده، م وگندمکار، ا. 1395. تحلیل آسیب‌پذیری شهرهای کشور از شاخص‌های حدی بارشی در دوره (1981-2010). فصلنامه علمی-پژوهشی نگرش‌های نو در جغرافیای انسانی، سال نهم، شماره 1، ص 152-139.
کیانی قلعه سرد، س.، شهرکی، جواد.، اکبری، احمد.، سردار شهرکی, علی. (1398). بررسی اثر تغییرات اقلیمی بر مصرف آب کشاورزی و ذخایر منابع آب ایران. نشریه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب ایران, 10(1), 108-120.
محمدی، ح و تقوی، ف. 1386. روند شاخص‌های حدی دما و بارش در تهران. نشریه پژوهش‌های جغرافیایی، شماره 53، ص 172-151.
Alexander, L. V., Zhang, X., Peterson, T. C., Caesar, J., Gleason, B., Klein Tank, A., . . . Rahimzadeh, F. 2006. Global observed changes in daily climate extremes of temperature and precipitation. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 111(D5).
Data, C. 2009. Guidelines on analysis of extremes in a changing climate in support of informed decisions for adaptation. World Meteorological Organization.
Ghazanfari, M. M., Alizadeh, A., Mousavi, B. S., Faridhosseini, A., and Bannayan, A. M. 2011. Comparison the PERSIANN Model with the Interpolation Method to Estimate Daily Precipitation (A Case Study: North Khorasan). Journal of Water and Soil (Agricultural Sciences and Technology), 25(1):207-215.
Hess, J. J., Malilay, J. N., and Parkinson, A. J. 2008. Climate change: the importance of place. American Journal of Preventive Medicine, 35(5): 468-478.
Klein Tank, A., and Können, G. 2003. Trends in indices of daily temperature and precipitation extremes in Europe, 1946–99. Journal of climate, 16(22): 3665-3680.
Lashkari, A., Bannayan, M., Koocheki, A., Alizadeh, A., Choi, Y., and Park, S. 2016. Applicability of agmerra forcing dataset forgap-filling of in-situ meteorological observation, case study: Mashhad plain. Journal of Water and Soil (Agricultural Sciences and Technology), 29(6): 1749 -1758.
Parak, F., Roshani, A., & Jamali, J. B. 2015. Trends and anomalies in daily climate extremes over Iran during 1961–2010. Journal of Environmental and Agricultural Sciences, 2(11): 1-17.
Peterson, T., Folland, C., Gruza, G., Hogg, W., Mokssit, A., and Plummer, N. 2001. Report on the activities of the working group on climate change detection and related rapporteurs: World Meteorological Organization Geneva.
Rahimzadeh, F., Asgari, A., and Fattahi, E. 2009. Variability of extreme temperature and precipitation in Iran during recent decades. International Journal of Climatology: A Journal of the Royal Meteorological Society, 29(3): 329-343.
Sadras, V. O. 2003. Influence of size of rainfall events on water-driven processes. I. Water budget of wheat crops in south-eastern Australia. Australian Journal of Agricultural Research, 54(4): 341-351.
Salehnia, N., Alizadeh, A., Sanaeinejad, H., Bannayan, M., Zarrin, A., and Hoogenboom, G. 2017. Estimation of meteorological drought indices based on AgMERRA precipitation data and station-observed precipitation data. Journal of Arid Land, 9(6): 797-809.
Tan, M. L., Samat, N., Chan, N. W., Lee, A. J., & Li, C. 2019. Analysis of precipitation and temperature extremes over the Muda River Basin, Malaysia. Journal of Water, 11(2), 283.
Tong, S., Li, X., Zhang, J., Bao, Y., Bao, Y., Na, L., and Si, A. 2019. Spatial and temporal variability in extreme temperature and precipitation events in Inner Mongolia (China) during 1960–2017. Journal of Science of the total environment, 649: 75-89.
Worku, G., Teferi, E., Bantider, A., and Dile, Y. T. 2019. Observed changes in extremes of daily rainfall and temperature in Jemma Sub-Basin, Upper Blue Nile Basin, Ethiopia. Journal of Theoretical and Applied Climatology, 135(3-4): 839-854.