پیش‌‌نمایی روندهای خشکسالی ایران در افق آتی با رویکرد مدل‌‌های چندگانه CMIP6

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری آب و هواشناسی، گروه جغرافیای طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران

2 استاد آب و هواشناسی، گروه جغرافیای طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران

3 محقق پسا دکتری آب و هواشناسی، گروه جغرافیای طبیعی، دانشگاه تهران، ایران

4 دانشجوی دکتری هواشناسی، گروه فیزیک فضا، موسسه ژئوفیزیک، دانشگاه تهران، تهران، ایران

5 استاد آب و هواشناسی، پژوهشگاه هواشناسی و علوم جو، پژوهشکده اقلیم شناسی، مشهد، ایران

چکیده

در این مطالعه با استفاده از سامانه همادی مدل‌های چند‌گانه (MME)، متشکل از چندین مدل‌ پروژه مقایسه جفت شده فاز ششم (CMIP6)، رویدادهای خشکسالی ایران تحت 2 سناریو SSP2-4.5 و SSP5-8.5 تا انتهای سال 2100 پیش‌‌نگری می‌‌شود. پس از انتخاب مدل‌های برتر با استفاده از شاخص ارزیابی کلینگ-گوپتا، فرآیند تصحیح اریبی و مقیاس‌کاهی داده‌های دما و بارش با استفاده از نرم‌افزار CMHyd انجام گرفت. نتایج نشان داد که تحت سناریو SSP2-4.5، متوسط بارش کشور طی سه دوره آینده نزدیک، میانی و دور به ترتیب 20، 12 و 16 درصد و با اعمال سناریو بدبینانه 15، 13 و 21 درصد افزایش خواهد داشت. از لحاظ دمایی شدید‌ترین افزایش مربوط به سناریو بدبینانه و در آینده دور با 7/3 درجه سلسیوس می‌باشد. میانگین شاخص خشکسالی SPEI 12 ماهه در آینده نزدیک تحت سناریو SSP2-4.5 و SSP5-8.5  به ترتیب برابر با 53/0 و 80/0، در آینده میانی 1/0- و صفر و در آینده دور 45/0- و 84/0- خواهد بود. با توجه به نتایج، با اعمال سناریو بدبینانه، شدت خشکسالی در آینده نزدیک و میانی کاهش 96 و 49 درصدی و در آینده دور افزایش 300 درصدی خواهد داشت. اما در صورت وقوع سناریو SSP2-4.5، در آینده نزدیک کاهش 61 درصدی و در آینده میانی و دور افزایش 64 و 234 درصدی دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Projection of Future Drought Trends in Iran Using the CMIP6 Multi-Model Ensemble

نویسندگان [English]

  • Mahyar Ahadi 1
  • Batol Zeynali 2
  • Bromand Salahi 2
  • Faeze Shoja 3
  • Amin Fazl Kazemi 4
  • Iman Babaeian 5
  • Mansoureh Kohi 5
1 PhD Student of Climatology, Faculty of Social Sciences, University of Mohaghegh Ardabili. Ardabil, Iran
2 Professor of Climatology, Faculty of Social Sciences, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran
3 Associate Professor in Climatology, Department of Physical Geography, University of Tehran, Iran
4 PhD Student of Meteorology, Department of Space Physics, Institute of Geophysics, University of Tehran, Tehran, Iran
5 Professor of Climatology, Atmospheric Science and Meteorological Research Centre, Climate Research Institute, Mashhad, Iran
چکیده [English]

Ongoing global warming has caused unprecedented changes in climate systems, leading to an increase in the intensity and frequency of weather and climate extremes. This study uses the sixth phase of the Coupled Model Intercomparison Project (CMIP6) data to investigate projected changes in drought events over Iran under two Shared Socioeconomic Pathway emission scenarios. The observational period of 1985-2014 and the next three 25-year periods, are the near future 2020-2026, 2075-2051 and far future 2100-2076, were considered as study periods. The standard precipitation evapotranspiration index (SPEI) was used to estimate drought over a 12-month timescale. According to the results, under SSP2-4.5, the average precipitation of the country increases by 20%, 12%, and 16% in the near-, medium-, and far-future periods, respectively, and by 15%, 13%, and 21% in the pessimistic scenario. In terms of temperature, the most severe increase is related to the pessimistic scenario and in the far future at 3.7 degrees Celsius. The average 12-month SPEI drought index shortly under the SSP2-4.5 and SSP5-8.5 scenarios will be equal to 0.53 and 0.80, respectively, in the medium future, -0.1 and zero, and in the far future, -0.45 and -0.84. According to the results, by applying the pessimistic scenario, the severity of droughts in the near and medium future will decrease by 96% and 49%, respectively, and in the future, it will increase by 300%. However, if the SSP2-4.5 scenario occurs, there will be a 61% decrease soon and an increase of 64% and 234% in the medium and long term, respectively. Examining the trend of average temperature and drought severity using the Mann-Kendall test indicated an increase in average temperature and drought severity at 100% of the stations with a confidence level of 99%.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Precipitation
  • Temperature
  • Climate change
  • Iran droughts
  • SSP scenarios
  • CMIP6
خادم پور، فهیمه؛ امیرآبادی زاده، مهدی و فلامرزی، یاشار. (1403). پیش‌بینی جریان تحت تأثیر تغییر اقلیم بر اساس خروجی ترکیبی مدل‌های CMIP6 (مطالعه موردی: سد دز). مدیریت جامع حوزه های آبخیز. 4(4)، 32-50.
دستورانی، مهدی؛ حسین آبادی، سعیده؛ یعقوب‌زاده، مصطفی و فروزان‌مهر، مهدیه. (1403). اثر تغییراقلیم بر خشک‌سالی هواشناسی به‌کمک داده‌های گزارش ششم تغییر اقلیم (مطالعه موردی: شهرستان شیراز). فصلنامه علمی مهندسی منابع آب، 17(61)، 27-13.
محمدی، نیلوفر و حجازی زاده، زهرا. (1403). اثرات تغییر اقلیم بر افزایش ریسک مخاطرة خشکسالی در تهران با بهره‌گیری از سناریوهای CMIP6. مدل سازی و مدیریت آب و خاک، 4(2)، 148-133.
Ayugi, B., Zhihong, J., Zhu, H., Ngoma, H., Babaousmail, H., Rizwan, K., & Dike, V. (2021). Comparison of CMIP6 and CMIP5 models in simulating mean and extreme precipitation over East Africa. International Journal of Climatology, 41(15), 6474-6496.
Dai, A. (2013). Increasing drought under global warming in observations and models. Nature Climate Change, 3(1), 52-58.
FAO, F. (2018). The impact of disasters and crises on agriculture and food security. Report.
Hao, Z., Xia, Y., Luo, L., Singh, V. P., Ouyang, W., & Hao, F. (2017). Toward a categorical drought prediction system based on US Drought Monitor (USDM) and climate forecast. Journal of Hydrology, 551, 300-305.
Thornthwaite, C. W. (1948). An approach toward a rational classification of climate. Geographical Review, 38(1), 55-94.
Vicente-Serrano, S. M., Beguería, S., & López-Moreno, J. I. (2010). A multiscalar drought index sensitive to global warming: the standardised precipitation evapotranspiration index. Journal of Climate, 23(7), 1696-1718.
Wang, T., Tu, X., Singh, V. P., Chen, X., & Lin, K. (2021). Global data assessment and analysis of drought characteristics based on CMIP6. Journal of Hydrology, 596, 126091.
Yang, X., Zheng, W., Ren, L., Zhang, M., Wang, Y., Liu, Y., ... & Jiang, S. (2018). Potential impact of climate change on the future streamflow of Yellow River Basin based on CMIP5 data. Proceedings of the International Association of Hydrological Sciences, 376, 97-104.
Yu, M., Li, Q., Hayes, M.J., Svoboda, M.D., Heim, R.R., 2014. Are droughts becoming more frequent or severe in China based on the standardised precipitation evapotranspiration index: 1951–2010? Int. J. Climatol. 34 (3), 545–558.
Zeng, J., Li, J., Lu, X., Wei, Z., Shangguan, W., Zhang, S., ... & Zhang, S. (2022). Assessment of global meteorological, hydrological and agricultural drought under future warming based on CMIP6. Atmospheric and Oceanic Science Letters, 15(1), 100143.
Zhao, F., Wu, Y., Yin, X., Sun, K., Ma, S., Zhang, S., ... & Chen, J. (2022). Projected changes in population exposure to drought in China under CMIP6 forcing scenarios. Atmospheric Environment, 282, 119162.
  • تاریخ دریافت: 07 آبان 1403
  • تاریخ بازنگری: 10 اردیبهشت 1404
  • تاریخ پذیرش: 28 اردیبهشت 1404
  • تاریخ اولین انتشار: 28 اردیبهشت 1404
  • تاریخ انتشار: 01 دی 1404