اثر تغییراقلیم برشدت و فراوانی خشکسالی در خراسان جنوبی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاوزی، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران

2 استادیارگروه علوم و مهندسی آب، دانشگاه بیرجند، بیرجند، بیرجند، ایران

3 گروه علوم و مهندسی زراعت، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بیرجند، بیرجند،ایران.

4 گروه علوم و مهندسی آب، دانشگاه بیرجند، بیرجند، ایران.

چکیده

خشکسالی یکی از پدیده‌های مخرب طبیعی است که خسارت‌های زیادی را بر منطقه تحت تأثیر خود وارد می‌کند. در این تحقیق، به منظور بررسی تغییرات بارش و شدت خشکسالی در ایستگاه سینوپتیک بیرجند در طی دو دوره آتی از خروجی مدل‌های گزارش پنجم تغییراقلیم استفاده شد. داده‌های بارش دو دوره آتی نزدیک(2045-2015) و دوره آتی دور (2075-2045) در مقابل دوره پایه (2005-1975) به همراه دو سناریو RCP4.5 و RCP 8.5 با استفاده از مدل LARS-WG ریزمقیاس شدند. سپس مقادیر SPI برای شش مقیاس زمانی1، 3، 6، 12، 24 و 48 ماهه تعیین شد. نتایج نشان داد که در اکثر مدل‌ها، تغیرات بارش برای هر دو دوره آتی نزدیک و دور نسبت به دوره پایه زیاد نخواهد بود. ولی با این وجود در دوره آتی دور (2075-2045) نسبت به دوره آتی نزدیک (2045-2015) بارش بیشتر کاهش خواهد یافت. در بین مدل‌های GCM، مدل CanESM2 بیشترین میزان تغییرات نسبت به دوره پایه را نشان می‌دهد و سناریو RCP8.5 نسبت به سناریو RCP4.5 کاهش بارندگی بیشتری نسبت به دوره پایه برآورد می‌کند. در مقایسه مدل‌های GCM نیز مدل NorESM1-M تعداد سال‌های با شدت خشکسالی بیشتری را برآورد می‌کند. همچنین نتایج نشان داد که در دوره‌های آتی، هرچه دوره زمانی شاخص SPI از بازه‌زمانی‌های کوتاه‌مدت به بلند‌مدت افزایش یابد مقادیر SPI شرایط با شدت خشکسالی بیشتر را نشان خواهد‌داد. در بررسی عدم قطعیت مدل‌ها نیز مشخص شد که بیشترین قطعیت در بین مدل‌ها برای SPI بلند‌مدت و کوتاه‌مدت به ترتیب مربوط به مدل‌های NorESM1-M و Mpi-esm-mr است. نتایج کلی نیز نشان‌دهنده افزایش شدت و مدت خشکسالی در آینده (بخصوص آینده دور) می‌باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The effect of climate change on drought severity and frequency in south Khorasan

نویسندگان [English]

  • mokhtar salehi tabas 1
  • Mostafa Yaghoobzadeh 2
  • Gholamreza Zamani 3
  • Mehdi Amirabadizadeh 4
1 Department of science and water engineering, University of Birjand
2 Assistant Professor, Department of Science and Water Engineering, University of Birjand., Birjand., Iran
3 Department science and Agronomy engineering, University of Birjand, birjand, Iran.
4 Department of science and water engineering, University of Birjand, Birjand, Iran.
چکیده [English]

Drought is one of the natural destructive phenomena which cause a lot of damage to the affected area. In this study, outputs of Fifth climate change report were used to investigate changes in precipitation and drought intensity at Birjand Synoptic Station during the next two periods. Precipitation data for two near future periods (2015-2045) and far future period (2045-2075) against base period (1975-2005) were downscaled using two scenarios RCP4.5 and RCP 8.5 using the LARS-WG model. Then the SPI values were determined for six time scales 1,3,6,12,24 and 48 months. The results showed that in most models, precipitation changes for both the near and far future periods would not be much higher than the base period. However, precipitation will drop further in the near future (2045-2075) than in the near future (2015-2045). Among the GCM models, the CanESM2 model shows the highest change over the base period and the RCP8.5 scenario estimates a lower rainfall than the RCP4.5 scenario. Also, in comparing the GCM models, NorESM1-M estimates the number of years with more severe drought. The results also showed that in future periods, as the SPI time period increases from short to long intervals, SPI values will show more severe drought conditions. Models uncertainty analysis also showed that the highest uncertainty value among models for long-term and short-term SPIs was related to NorESM1-M and Mpi-esm-mr models, respectively. The overall results also indicate an increase in severity and duration of drought in the future (especially the distant future).

کلیدواژه‌ها [English]

  • climate change
  • Drought
  • SPI Index
  • Precipitation
  • LARS-WG
احمدی،م.، لشکری،ح.، آزادی،م و کیخسروی،ق. 1394،. آشکارسازی تغییراقلیم با استفاده از شاخص­های حدی بارش در خراسان بزرگ. مجله پژوهش‌های دانش زمین. 23(6): 34-52.
صالحی‌طبس،م. 1398. بررسی اثر تغییراقلیم بر خشکسالی کشاورزی و هواشناسی دشت بیرجند با استفاده از مدل گیاهی DSSAT و شاخص‌های خشکسالی. پایان نامه کارشناسی ارشد مهندسی منابع آب. دانشگاه بیرجند.
کابوسی،ک و کردجزی،م. 1396. بررسی اثر تغییر‌اقلیم بر متغیرهای هواشناسی و خشکسالی در استان گلستان. مجله تحقیقات منابع آب ایران. 13(3): 205-213.
کریمی‌راد،ا.، ابراهیمی،ک و عراقی‌نژاد،ش. 1394. بررسی تغییرات آب و هوایی بر چند لایه سفره‌های آب (مطالعه موردی: دشت گرگان). مجله آب و آبیاری. 5(2): 261-275.
کوهی،م و ثنائی‌‌نژاد،ح. 13963. بررسی سناریوهای تغییراقلیم بر اساس نتایج حاصل از دو روش ریزمقیاس گردانی آماری برای متغیر تبخیر-تعرق مرجع در منطقه ارومیه. مجله آبیاری و زهکشی ایران.7(4): 559-574. 
عباسی،ف.، ملبوسی،ش.، بابائیان،ا.، اثمری،م و برهانی،ر. 1389. پیش­بینی تغییرات اقلیمی خراسان جنوبی در دوره 2039-2010 میلادی با استفاده از ریزمقیاس­نمایی آماری خروجی مدل ECHO-G. مجله آب و خاک.24(2): 218-233.
محمدی،ح و تقوی،ف. 1384. روند شاخص‌های حدی دما و بارش در تهران. فصل‌‌نامه‌ی علمی-پژوهشی فضای جغرافیایی.33(1): 151-172.
نادری،س.، گودرزی،م و قدمی‌دهنو،م. 1396. اثر تغییر‌اقلیم بر پارامتر‌های اقلیمی در حوزه سیمره،. نشریه علمی- پژوهشی علوم و مهندسی آبخیزداری ایران. 11(39): 69-76.
یعقوب‌زاده،م.، امیرآبادی‌زاده،م و سیدکابلی،س.ح. 1396. بررسی عدم قطعیت مدل ها و سناریوهای تغییراقلیم در برآورد دما، بارش و تبخیر و تعرق منطقه نیشابور. مجله مخاطرات محیطی طبیعی. 7(17): 53-68.
یعقوب‌زاده،م.، امیرآبادی‌زاده،م.، خزیمه‌نژاد،ح و زراعتکار،ز. 1396. ارزیابی سه روش ریزمقیاس‌نمایی در پیش خشکسالی هواشناسی تحت تاثیر تغییراقلیم. مجله آبیاری و زهکشی. 12(2): 324-334.
Bong,C.H and Richard,J. 2019. Drought and climate change assessment using Standardized Precipitation Index (SPI) for Sarawak River Basin. Journal of Water and Climate Change.
Dubrovsky,M., Svoboda,M.D., Trnka,M., Hayes,M.J., Wilhite,D.A., Zalud,Z and Hlavinka,P. 2009. Application of relative drought indices in assessing climate-change impacts on drought conditions in Czechia. Theoretical and Applied Climatology. 96.1-2: 155-171.
Hosseinizadeh,A., SeyedKaboli,H., Zareie,H., Akhondali,A and Farjad,B. 2015. Impact of climate change on the severity, duration and frequency of drought in a semi-arid agricultural basin. Geoenvironmental Disasters. 2.1: 23-45.
IPCC-TGICA. 2007. General guidelines on the use of scenario data for climate impact and adaptation assessment. eds. Carter,T.R., Version 2, 71p. Intergovernmental Panel on Climate Change, Task Group on Data and Scenario Support for Impact and Climate Assessment.   
IPCC. 2013. Summary for policymakers. In: Field,C.B., Barros,V., Stocker,T.F., Qin,D., Dokken,D.J., Ebi,K.L., Mastrandrea,M.D., Mach,K.J., Plattner,G.K., Allen,S.K., Tignor,M and Midgley,P. (Eds.), Managing the Risks of Extreme Events andDisasters to Advance Climate Change Adaptation. Cambridge University Press. pp1–19.
Loukas,A., Vasiliades,L and Tzabiras,J. 2008. Climate change effects on drought severity. Advances in Geosciences. 17: 23-29.
McKee,T.B., Doesken,N.J and Kleist,J. 1995. Drought Monitoring with Multiple Time Scales, In Proc, 9th Conf. on Applied Climatology. January 15-20. American Meteorological Society. Massachusetts. pp233-236.
Salehnia,N., Farid,A., Hosseini,F., Kolsoumi,S., Zarrin,A., Hasheminia,M. 2019. Comparing the performance of dynamical and statistical downscaling on historical run precipitation data over the semi-arid region.  Asia-Pacific Journal of Atmospheric Sciences, DOI:  10.1007/s13143-019-00112-1
Sayari,N., Bannayan,M., Alizadeh,A and Farid,A. 2013. Using drought indices to assess climate change impacts on drought conditions in the northeast of Iran (case study: Kashafrood basin). Meteorological Applications. 20.1: 115-127.
Ullah,A., Salehnia,N., Kolsoumi,S., Ahmade,A and Khaliq,T. 2018. Prediction of effective climate change indicators using statistical downscaling approach and impact assessment on pearl millet yield through Genetic Algorithm in Punjab, Pakistan.  Ecological Indicators.  90:  569–576.