تغییرات زمانی و مکانی بارش در ایران تحت تأثیر تغییراقلیم تا سال 2100

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 آبیاری و زهکشی، گروه مهندسی آب، دانشگاه زابل، زابل، ایران

2 گروه مهندسی آب دانشگه زابل، زابل، ایران

3 گروه مهندسی عمران، دانشگاه کاتولیک، لوون

چکیده

در این پژوهش، اثرات بلندمدت تغییراقلیم بر تغییرات مکانی و زمانی بارش در سطح کشور تحت سناریوهای A1B، A2 و B1 تا سال 2100 بررسی شد. با استفاده از داده­های بارش روزانه در دوره­ی پایه (2010-1980) در 52 ایستگاه سینوپتیک، مدل LARS-WG واسنجی شده و جهت ریزمقیاس­سازی داده­های مدل گردش عمومی جو HADCM3 تحت سناریوهای مذکور تا سال 2100 استفاده شد. نقشه­های پراکنش مکانی تغییرات بارش در محیط GIS تهیه شد. مقادیر اندک جذر میانگین مربعات خطای نرمال شده و ضریب کارآیی بالا در مقایسه­ی مقادیر مشاهده­ای و شبیه­سازی شده­ی بارش حاکی از عملکرد مطلوب مدل LARS-WG برای شبیه­سازی بارش بود. نتایج شبیه‌سازی نشان داد که تغییراقلیم باعثِ افزایش غیریکنواخت بارش در دو مقیاس مکانی و زمانی در بخش اعظم کشور خواهد شد. افزایش بارش در کرانه‌های دریاهای خزر، عمان و خلیج­فارس، دامنه­های غربی رشته کوه­های زاگرس و دامنه­های شمالی رشته کوه­های البرز بیش­تر از نواحی مرکزی، شرقی و شمال­شرقی ایران بود. علی­رغم افزایش میانگین بارش در تمام دوره‌های زمانی، میانگین بارش در دوره­های زمانی 2070-2041 و 2100-2071 کم­تر از مقدار آن در دوره­ی زمانی 2040-2011 بود. این مسأله، لزوم برنامه­ریزی در استفاده‌ی بهینه از بارش موثر در کشور را به اثبات می­رساند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Temporal and spatial variation of rainfall in Iran under climate change until 2100

نویسندگان [English]

  • Seyed Saeed Mousavi 1
  • Fatemeh Karandish 2
  • Hossein Tabari 3
1 . MSc student, Water Engineering Department, University of Zabol, Zabol, Iran
2 Assistant Professor, Water Engineering Department, Zabol University, Zabol, Iran.
3 . Department of Civil Engineering, KU, Leuven, Belgium
چکیده [English]

In this research, the long-term effect of climate change on the spatial and temporal distribution of precipitation in Iran was investigated under A1B, A2 and B1 scenarios up to 2100. The LARS-WG model calibrated by daily precipitation data from 52 synoptic stations for the reference period (1980-2100) was used for downscaling the HADCM3 atmospheric general circulation model data under the mentioned scenarios up to 2100. The spatial distribution maps of precipitation changes were prepared in GIS environment. Low root mean square error (RMSE) and high efficiency factor (EF) values for comparing the observed and simulated precipitation, demonstrates the ability of LARS-WG for precipitation simulation. Simulation results showed that climate change causes a non-uniform precipitation increase for both spatial and temporal scales in a major part of the country. The precipitation increase over the Caspian Sea, Oman Sea and Persian Gulf coasts, western hillsides of the Zagros Mountains and northern hillsides of the Alborz Mountains was higher than that in the central, eastern and north-eastern parts. Despite a positive significant increasing trend in rainfall during 1980-2100, a decreasing trend was observed in rainfall during 2010-2100 so average rainfall during 2041-2070 and 2071-2100 was lower than one for 2011-2040. These results emphasize on the need for planning to optimally use of green water in the country.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Key Word: Climate Change Scenarios
  • HADCM3 Model
  • LARS-WG model
  • Statistical Downscaling

 

آذرخشی، م.، ج. فرزادمهر، م. اصلاح و ح. صحابی. 1392. بررسی روند تغییرات سالانه و فصلی بارش و پارامترهای دما در مناطق مختلف آب و هوایی ایران. نشریه مرتع و آبخیزداری، مجله منابع طبیعی ایران، دوره 61، شماره 1، ص 16-1.

بابائیان، ا.، ز. نجفی­نیک، ف. زابل­عباسی، م. حبیبی­نوخندان، ح. ادب و ش. ملبوسی. 1388. ارزیابی تغییراقلیم کشور در دوره 2039-2010 میلادی با استفاده از ریزمقیاس نمایی داده­های مدل گردش عمومی جو ECHO-G. جغرافیا و توسعه، شماره 16، ص 152-135.

دوستی، م.، م. حبیب­نژاد­روشن، ک. شاهدی و م. ح. میریعقوب­زاده. 1392. بررسی شاخص­های اقلیمی حوضه آبخیز تمر، استان گلستان در شرایط تغییراقلیم با کاربرد مدل LARS-WG. مجله فیزیک زمین و فضا، دوره 39، شماره 4، ص 189-177.

رضائی، م.، م. نهتانی، ع. ر. مقدم­نیا، ع. ج. آبکار و م. رضائی.1393. بررسی کارایی مدل ریزمقیاس نمایی آماری در پیش­بینی بارش در دو اقلیم خشک و فراخشک. نشریه آب و خاک (علوم و صنایع کشاورزی)، دوره 28، شماره 4، ص 845-836.

روشن، غ.، ع. قانقرمه و ا. شاهکویی. 1392. اثر تغییر اقلیم منطقه­ای بر نیاز آبی غلات دیم ایران. جغرافیا و برنامه­ریزی محیطی، دوره 24، شماره 4، 194-179.

سهرابی ملایوسف، س.، ا. فاخری­فرد و ا. بزرگ­حداد. 1391. بررسی تأثیر نوبتی بارش­های پاییز و زمستان بر عملکرد سالانه دیم با استفاده از شاخص زمان-بارش (RTI). نشریه آب و خاک (علوم و صنایع کشاورزی)، دوره 26، شماره 1، ص 84-75.

عباسی، ف.، ش. ملبوسی، ا. بابائیان، م. اثمری و ر. برهانی. 1389. پیش­بینی تغییرات اقلیمی خراسان جنوبی در دوره 2039-2010 میلادی با استفاده از ریزمقیاس نمایی آماری خروجی مدل ECHO-G.. نشریه آب و خاک (علوم و صنایع کشاورزی)، دوره 24، شماره 2، 233-218.

علیزاده، ا. 1391. اصول هیدرولوژی کاربردی. چاپ سی و چهارم. انتشارات دانشگاه امام رضا. مشهد.

علیزاده، ا.، ن. صالح­نیا، ن. سیاری، م. نصیری فیلاورگانی و ک. داوری. 1392. پیش­بینی تغییرات احتمالی بارش مؤثر در پهنه­های اقلیمی ایران برای زراعت گندم (طی دوره 90 ساله آینده). نشریه آبیاری و زهکشی ایران، سال چهارم، شماره 7، ص 584-575.

عیوضی، م.، ا. مساعدی، م. مفتاح هلقی و م. حسام. 1389. بررسی روند تغییرات بارش در مناطق شمالی استان گلستان. مجله پژوهش­های حفاظت آب و خاک. دوره 17، شماره 2، 168-155.

قمقامی، م.، ن. قهرمان و س. حجابی. 1393. آشکارسازی تأثیر تغییراقلیم بر خشک­سالی­های هواشناسی در شمال غرب ایران. مجله­ی فیزیک زمین و فضا، دوره 40، شماره 1، 184-167.

مظفری، غ. ع.، ش. شفیعی و ب. رکن­الدینی. 1393. تحلیل آماری- فضایی بارش پیش­بینی شده ایران توسط مدل جفت شده گردش عمومی جو- اقیانوسی HadCM3. نشریه هواشناسی کشاورزی. سال دوم، شماره 2، ص 46-37.

نادی، م، و ع. خلیلی. 1392. طبقه­بندی اقلیم بارش ایران با روش تحلیل عاملی- خوشه­ای. تحقیقات آب و خاک ایران، دوره 44، شماره 3، ص 244-237.

Fu, G., S. P. Charles, F. H. Chiew, J. Teng, H.  Zheng, A. J. Frost, W. Liu and S.  Kirshner. 2013. Modelling runoff with statistically downscaled daily site, gridded and catchment rainfall series. J. Hydrol., 492: 254–265.

IPCC. 2007. Climate Change 2007: Synthesis report, Contribution of Working Groups I, II and III to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press, Cambridge.

IPCC. 2013. Climate Change 2013: The Physical Science Basis, Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press, Cambridge.

Reddy, K. S., M. Kumar, V. Maruthi, B. Umesha and C. V. K. Nageswar. . 2014. Climate change analysis in southern Telangana region, Andhra Pradesh using LARS-WG model. Curr. Sci., 107: 54-62.

Reidsma, P., A. O. Lansink and F. Ewert. 2009. Economic impacts of climatic variability and subsidies on European agriculture and observed adaptation strategies. Mitig. Adapt. Strateg. Glob. Change., 14: 35-59.

Ribalaygua, J., M. R. Pino, J. Portoles, E. Roldan, E. Gaitan, D. Chinarro and L. Torres. 2013. Climate change scenarios for temperature and precipitation in Aragón (Spain). Sci. Total Environ., 463–464: 1015–1030.

Semenov, M. A. and E. M. Barrow. 2002. A stochastic weather generator for use in climate impact studies. User’s manual, Version 3.0.

Semenov, M. A., R. J. Brooks, E. M. Barrow and C. W. Richardson. 1998. Comparison of the WGEN and LARSWG stochastic weather generators for diverse climates. Climate Res., 10: 95-107.

Steele–Dunne, S., P. Lynch, R. McGrath, T. Semmler, S. H. Wang, J. Hanafin and P. Nolan. 2008. The impacts of climate change on hydrology in Ireland. J. Hydrol., 356: 28-45.

Tabari, H., M. T. Taye and P. Willems. 2015. Water availability change in central Belgium for the late 21st century. Global and Planetary Change, 131: 115-123.

Zarghami, M., A. Abdi, I. Babaeian, Y. Hassanzadeh and R. Kanani. 2011. Impacts climate change on runoffs in East Azerbaijan, Iran. Global and Planetary Change., 78: 137-146.

Harmsen, E. W., N. L. Miller, N. J. Schlegel and J. E. Gonzalez. 2009. Seasonal climate change impacts on evapotranspiration, precipitation deficit and crop yield in Puerto Rico. Agric. Water Manage., 96: 1085–1095.

Lhomme, J. P., R. Mougou and M. Mansour. 2009. Potential impact of climate change on durum wheat cropping in Tunisia. Climatic Change, 96: 549-564.

Terink, W., W. W. Immerzeel and P. Droogers. 2013. Climate change projections of precipitation and reference evapotranspiration for the Middle Est and Northern Africa until 2050. Int. J. Climatol., 33: 3055–3072.

Nkomozepi, T. and S. O. Chung. 2014. The effect of climate change on the water resources of the Geumho River Basin, Republic of Korea. J. Hydro-environ. Res., 8: 358–366.