ارزیابی تغییرات اقلیمی در حوضه تالاب بین‌المللی هامون با استفاده از مدل‌ LARS-WG6

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری گروه محیط زیست، دانشکده شیلات و محیط زیست، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

2 استادیار گروه محیط زیست، دانشکده شیلات و محیط زیست، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

3 استاد گروه محیط زیست، دانشکده شیلات و محیط زیست، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

4 دانشیار گروه منابع آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

چکیده

هدف این مطالعه ارزیابی وضعیت متغیرهای اقلیمی در حوضه‌ی تالاب بین‌المللی هامون با استفاده از مدل‌های مختلف گردش عمومی مدل ریزمقیاس گردان LARS-WG6 در دو سناریوی انتشار RCP4.5 و RCP8.5 در دوره‌های 2040-2021، 2060-2041 و 2080-2061 براساس داده‌های مشاهداتی ایستگاه سینوپتیک زابل در دوره‌ی پایه‌ی 2019-1983 است. ارزیابی دقت داده‌های شبیه‌سازی شده بیانگر تطابق بالای مقادیر شبیه‌سازی شده توسط مدل و مقادیر واقعی در دوره‌ی پایه است. نتایج ریزمقیاس گردانی نشان داد میانگین دمای کمینه و بیشینه در همه‌ی ماه‌ها در هر سه دوره، تحت دو سناریو‌ی در همه مدل‌ها افزایش خواهد یافت. روند افزایش در در دوره‌ی 2080-2061 نسبت به دوره‌های پیشین شدیدتر خواهد بود. بیشترین  و کمترین افزایش در میانگین دما‌ی کمینه و بیشینه‌ی ماهانه به ترتیب در مدل HadGEM2-EC، سناریوی RCP8.5 و مدل MPI-ESM-MR، سناریوی RCP4.5 پیش‌بینی شده است. طی دوره‌ی 2080-2021 دامنه‌ی تغییرات دمای بیشینه ماهانه در سناریوهای RCP4.5 و RCP8.5 به ترتیب 85/3-29/0 و 80/5-54/0 درجه‌ی سلسیوس و دامنه‌ی تغییرات دمای کمینه ماهانه به ترتیب 51/3-18/0 و 38/5-61/0 درجه‌ی سلسیوس خواهد بود. میانگین بارش ماهانه در مدل‌ها و سناریوهای مختلف به صورت نوسانی پیش بینی شده است. تغییرات میانگین بارش ماهانه تحت مدل‌ها و سناریوهای مختلف بین 68/3- الی 6/8 میلی‌مترخواهد بود. بیشترین میزان افزایش میانگین بارش ماهانه در ماه مارس توسط مدل HadGEM2-EC در سناریوی RCP4.5 به میزان ۶/۸ میلی متر در دوره 2060-2041 پیش‌بینی شده است. بیشترین میزان کاهش میانگین بارش ماهانه در ماه ژانویه توسط مدل MIROC5 در سناریوی RCP4.5 به میزان ۶۸/۳ میلی متر در دوره 2080-2061 پیش‌بینی شده است. نتایج این مطالعه می تواند در اتخاذ راهکارهای معیشتی و شیوه‌های کشاورزی سازگار با اقلیم برای مدیران عرصه های منابع طبیعی مفید باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Climate Change Assessment in the basin of Hamoon International Wetlands Using LARS-WG6 Model

نویسندگان [English]

  • Roghaye Karami 1
  • Hassan Rezaei 2
  • Abdolrassoul Salman Mahini 3
  • Khalil Ghorbani 4
1 PhD Student of Environment, Faculty of Fisheies & Envirnment, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan, Iran.
2 Assistant Professor of Environment, Faculty of Fisheies & Envirnment, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan, Iran
3 Professor of Environment, Faculty of Fisheies & Envirnment, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan, Iran.
4 Associate Professor of Water Resources, Faculty of Water Resources, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan, Iran.
چکیده [English]

The aim of this study is to evaluate the status of climatic variables in the basin of Hamoun International Wetlands using different general circulation models of LARS-WG6 downscaling method, under emission scenarios RCP4.5 and RCP8.5 during 2040-2021, 2060-2041 and 2080-2061 based on observed parameters in Zabol Synoptic gauge in 2019-1983. Accuracy analyzing indicated a high correlation between simulated and observed data. The results of downscaling showed that the mean minimum and maximum temperatures will increase in all months under two scenarios in all models during 2021-2080. The upward trend will be more severe in the period 2061-2080 compared to previous periods. The maximum and minimum increase in the mean minimum and maximum monthly temperatures are predicted in HadGEM2-EC model, RCP8.5 scenarios and MPI-ESM-MR model, RCP4.5 scenarios, respectively. During 2080-2021, the range of monthly maximum temperature changes in RCP4.5 and RCP8.5 scenarios will be 0.29-2.85 and 0.54-5.80 degrees Celsius, respectively, and the range of monthly minimum temperature changes will be 0.18 -5.51 and 0.61-5.38 degree Celsius respectively. The average monthly rainfall is projected to fluctuate in different models and scenarios. The average monthly precipitation changes under different models and scenarios will be between -3.68-6.6 mm. The highest increase in the average monthly rainfall will happen in March based on HadGEM2-EC model in the RCP4.5 scenarios by 8.6 mm in 2060-2041. The highest decrease in the average monthly rainfall is predicted in January by the MIROC5 model in the RCP4.5 scenarios by 3.68 mm in 2080-2061.The results of this study can be useful for natural resources managers in setting up climate-adoptive livelihood strategies and agricultural practices.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Climate Change
  • Hamoun International Wetlands
  • LARS-WG6
اشرف، بتول، موسوی بایگی محمد، کمالی غلامعلی، داوری کامران (1390)، پیش بینی تغییرات فصلی پارامترهای اقلیمی در ۲۰ سال آتی با استفاده ازریزمقیاس نمایی آماری داده های مدل HADCM3 (مطالعه موردی: استان خراسان رضوی)، نشریه آب و خاک، جلد 25، شماره 4، صص 957-945.
بیگلی زینب، منتصری مجید، بلیانی یدالله، جوکار اسماعیل، بیات علی (1395)، پیش‌بینی تغییرات اقلیمی آذربایجان غربی با استفاده از ریزمقیاس نمایی آماری خروجی مدل HADCM3 و ارزیابی اثرات آن بر خشکسالی استان، اندیشه جغرافیایی، جلد 8، شماره 15، صص113-91.
ثانی‌خانی هادی، گوهردوست محمدرضا، صادقی مرتضی (1395)، بررسی اثرات تغییر اقلیم بر رواناب حوزه آبخیز قره چای در استان مرکزی، پژوهشنامه مدیریت حوضه آبخیز، دوره 7، شماره 13، صص. 22-12.
جعفری گدنه میثم، سلاجقه علی، حقیقی پارسا (1398)، پیش‌بینی مقایسه‌ای بارش و دمای شهرستان کرمان با استفاده از مدل‌هایLARS-WG6، اکوهیدرولوژی، جلد 7، شماره 2، صص 538-529.
حیدری تاشه کبود شادیه، مفیدی عباس، حیدری تاشه کبود اکبر (1398)، چشم‌انداز تغییرات بارش در شمال غرب ایران با استفاده از مدل‌های گردش کلی جو تحت سناریوهای اقلیمی، جغرافیا و مخاطرات محیطی، سال 8، شماره 29، صص. 151-133.
خسروی محمود، طاوسی، تقی، زهرایی، اکبر (1394)، شبیه‌سازی تغییرات آب و هوای استان سیستان و بلوچستان با استفاده از ریزگردانی داده‌های مدل گردش عمومی جو (GCM) برای دوره آب و هوایی (2040-2009)، فصلنامه تحقیقات جغرافیایی، دوره 30، شماره 3، صص 185-205.
سدیدی جواد، جعفری گدنه میثم، حسینی ساجدی سیدحسن، حمزه زاده، گیسو (1398)، بررسی روند و پیش‌بینی تغییرات دما در مناطق خشک و نیمه خشک (مطالعه موردی: استان کرمان)،چهاردهمین کنگره انجمن جغرافیایی ایران،تهران ، 14/2/1398، https://civilica.com/doc/876528.
صادقی امین، دین پژوه یعقوب (1397)، پیش بینی دمای تبریز و روند تغییرات آن با استفاده از مدل EC-EARTH،کنفرانس بین المللی عمران، معماری و مدیریت توسعه شهری در ایران،تهران، 28/9/1397، https://civilica.com/doc/847989.
طائی سمیرمی سیاوش، مرادی  حمیدرضا، خداقلی مرتضی (1395)، پیش‌بینی تغییرات برخی از متغیرهای اقلیمی با استفاده از مدل ریز مقیاس‌سازی LARS-WG و خروجی‌های مدل HADCM3 تحت سناریوهای مختلف، مجله مهندسی و مدیریت آبخیز، دوره 7، شماره 2، صص 156-145.
عباسی، ملبوسی شراه، بابائیان ایمان، اثمری مرتضی، برهانی رضا (1389)، پیش بینی تغییرات اقلیمی خراسان جنوبی در دوره 2039 -2010 میلادی با استفاده از ریز مقیاس نمایی آماری خروجی مدل ECHO-G، نشریه آب و خاک،  جلد 24، شماره 2، صص 233-218.
عساکره حسین، اکبرزاده یونس (1396)، شبیه‌سازی تغییرات دما و بارش ایستگاه سینوپتیک تبریز طی دوره (2100-2010) با استفاده از ریزمقیاس نمایی آماری (SDSM) و خروجی مدل CanESM2، جغرافیا و مخاطرات محیطی، شماره 21، صص 174-153.
غریب‌دوست مسعود، قربانی محمدعلی، حسینی‌زاده عطیه (1396)، برآورد میزان تاثیر تغییر اقلیم بر بارش- رواناب حوضه آبریز صوفی چای، علوم و مهندسی آبیاری، دوره 40، شماره 2، صص 101-89.
فاتحی ایمان، جباریان امیری بهمن، محمدزاده، ناصر (1395)، ریزمقیاس نمایی مدل گردش عمومی جو  و کاربرد آن در شبیه‌سازی داده‌های هواشناسی استان گیلان، مجله محیط زیست طبیعی، منابع طبیعی ایران، دوره 69 شماره 1، صص143-158.
کریمی مصطفی، کاکی سیف اله، رفعتی، سمیه (1397)، شرایط و مخاطرات اقلیمی آینده ایران در تحقیقات اقلیمی، نشریه تحلیل فضایی مخاطرات محیطی، سال پنجم، شماره 13، صص 22-1.
کریمی مصطفی، نبی زاده عادل (1397)، ارزیابی اثرات تغییراقلیم بر پارامترهای اقلیمی حوضه آبریز دریاچه ارومیه طی سالهای2040-2011 با استفاده از مدل LARS-WG ، نشریه جغرافیا و برنامه ریزی، شماره 65، صص 285-267.
گودرزی مسعود، صلاحی برومند، حسینی سیداسعد (1393)، ارزیابی عملکرد مدل‌های ریزمقیاس گردانی LARS-WG و SDSM در شبیه سازی اقلیمی در حوضه آبریز دریاچه ارومیه، مجلع علوم و مهندسی آبخیزداری ایران، جلد 9، شماره 31، صص22-11.
نصیری بهروز، یارمرادی زهرا (1395)، پیش بینی تغییرات پارامترهای اقلیمی استان لرستان در 50 سال آتی با استفاده از مدل HADCM3، فصلنامه اطلاعات جغرافیایی (سپهر)، جلد 26، شماره 101، صص. 154-143.
نوری غلامرضا، اربابی طیبه، نوری سهیلا (1386)، تالاب هامون حیات سیستان، تهران، مرکز نشر سپهرچاپ اول، 150 ص.
Afghanistan Ministry of Energy and Water, (2013). Helmand River Basin Master Plan.  Phase 3: Technical Report 3: Water Resources Modelling for Helmand River Basin. Mott MacDonald, United Kingdom. 251p.
Awal, R., Bayabil, H.K., & Fares, A. (2016). Analysis of Potential Future Climate and Climate Extremes in the Brazos Headwaters Basin, Texas. Water, 8 (603), 18.
Bucchignani, E., Mercogliano, P., Panitz, H., & Montesarchio, M. (2018). Climate change projections for the Middle East–North Africa domain with COSMO-CLM at different spatial resolutions. Advances in Climate Change Research, 9(1), 66-80.
Collins, W.J., Bellouin, N., Doutriaux-Boucher, M., Gedney, N., Hinton, T., & Jones, C.D., Liddicoat, S., Martin, G., O’Connor, F., Rae, J., & Senior, C. (2008). Evaluation of the HadGEM2 model. Hadley Centre Technical Note HCTN 74, Met Office Hadley Centre, Exeter, UK.
Daksiya, V., Pradeep, M., & Edmond, Y. (2017). A Comparative Frequency Analysis of Maximum Daily Rainfall for a SE Asian Region under Current and Future Climate Conditions. Advances in Meteorology. 2.
Dunne, J.P., John J.G.,, Adcroft, A.J., Griffies, S.M., Hallberg, R.W., Shevliakova, E., Stouffer, R.J., Cooke, W., Dunne, K.A., Harrison, M.J., & Krasting. J.P. (2012). GFDL’s ESM2 global coupled climate–carbon earth system models. Part I: Physical formulation and baseline simulation characteristics. Journal of climate, 25(19), 6646-65.
Hassan, Z., Shamsudin, S., & Harun, S. (2014). Application of SDSM and LARS-WG for simulating and downscaling of rainfall and temperature. Theoretical and Applied Climatology, 116, 243–257, https://doi.org/10.1007/s00704-013-0951-8.
Hewitson B.C., & Crane R.G. (1996). Climate downscaling: Techniques and application. Climate Research, 7, 85– 95.
Mitchell T.D. 2003. Pattern Scaling: An Examination of Accuracy of the Technique for Describing Future Climates. Climatic Change, 60: 217-242.
Raddatz, T.J., Reick, C.H., Knorr, W., Kattge, J., Roeckner, E., Schnur, R., Schnitzler, K.G., Wetzel, P., & Jungclaus, J. (2007). Will the tropical land biosphere dominate the climate–carbon cycle feedback during the twenty-first century?. Climate Dynamics, 29(6),565-74.
Riahi, K., Rao, S., Krey, V., Cho, C., Chirkov, V., Fischer, G., Kindermann, G., Nakicenovic, N., & Rafaj, P. (2011). RCP 8.5—A scenario of comparatively high greenhouse gas emissions. Climatic Change, 103, 33-57.
Semenov M.A., & Barrow E.M. (2002). LARS-WG a stochastic weather generator for use in climate impact studies. User’s manual, Version3.0.
Shiferaw, A., Tadesse, T., Rowe, C., & Oglesby R. (2018). Precipitation extremes in dynamically downscaled climate scenarios over the Greater Horn of Africa. Atmosphere, 9(3),112.
Watanabe, M., Suzuki, T., O’ishi, R., Komuro, Y., Watanabe, S., Emori, S., Takemura, T., Chikira, M., Ogura, T., Sekiguchi, M., & Takata, K. (2010). Improved climate simulation by MIROC5: mean states, variability, and climate sensitivity. Journal of Climate, 23(23),6312-35.
Wilby R.L., & Harris I. (2006). A frame work for assessing uncertainties in climate change impacts: low flow scenarios for the River Thames, UK. Water Resources Research, 42, 121- 134.
  • تاریخ دریافت: 19 مهر 1399
  • تاریخ بازنگری: 29 آبان 1399
  • تاریخ پذیرش: 11 بهمن 1399
  • تاریخ اولین انتشار: 11 بهمن 1399
  • تاریخ انتشار: 01 خرداد 1401