بررسی اثر تغییر اقلیم بر منحنی‌های شدت- مدت- فراوانی بارش ایستگاه بابلسر طی دوره‌ی زمانی 2030- 2011

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار بخش مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران

2 کارشناسی ارشد مهندسی منابع آب، بخش مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران

چکیده

تغییرات آب و هوایی بر مقدار بارش در تمام مناطق تأثیرگذار بوده که این خود می‌تواند بر منحنی­های شدت- مدت- فراوانی بارش(IDF) مؤثر باشد. هدف از این تحقیق ارزیابی اثرات تغییر اقلیم بر منحنی­های IDF در ایستگاه بابلسر در دوره 2030- 2011 با استفاده از ریزمقیاس نمایی برونداد مدل گردش عمومی جو و تحت سناریوهای انتشار می­باشد. به این منظور ابتدا دو توزیع مناسب‌تر همخوان با مؤلفه بارش، یعنی گامبل و لوگ- پیرسون تیپ سه با مقادیر بارندگی ساعتی سال­های 1998-1966 برازش داده شد. سپس منحنی­های IDF برای بازه­های زمانی 10، 20، 30 دقیقه و 1، 2، 6، 12 و 24 ساعت و دوره بازگشت­های 2، 5، 10، 25، 50 و 100 سال استخراج شدند. پس از آن داده­ها در مقیاس زمانی روزانه با استفاده از مدل گردش عمومی جو HadCm3 تحت سناریوهای انتشار A1B، A2 و B1 و مدل ریزمقیاس نمائی LARS-WG، برای بازه زمانی 2030- 2011 برآورد شدند. در مرحله بعد منحنی­های حاصل از سناریوهای مفروض توسط روابط اصلاح شده بل تهیه گردیدند. نتایج نشان داد که  در اکثر موارد مقادیر ضریب همبستگی در توزیع گامبل در بازه 998/0- 996/0 و در توزیع لوگ- پیرسون تیپ سه در بازه 974/0- 969/0 به­دست آمد. این امر بیانگر همبستگی معنی‌دارتر در توزیع گامبل می‌باشد. مقایسه بین شدت بارش پیش‌بینی شده توسط سناریوهای ذکر شده و محاسبه شده توسط توزیع گامبل برای دوره پایه نشان‌دهنده افزایش این مقدار در ایستگاه بابلسر طی دوره 2030- 2011 می‌باشد. برای مثال در تداوم 1 ساعت و برای دوره بازگشت 2 ساله مقدار شدت بارش برای سه سناریوی A1B، A2 و B1 به­ترتیب به میزان 28%، 17% و 25% نسبت به سال­های پایه افزایش یافته است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Impact of Climate Change on Intensity-Duration-Frequency Curves of Precipitation (Case study: Babolsar station

نویسندگان [English]

  • Bahram Bakhtiari 1
  • Sheyida Purmusavi 2
  • Nasrin Sayari 1
1 Assistant Professor, Department of Water Engineering, Faculty of Agriculture, Shahid Bahonar University of Kerman, Kerman, Iran
2 M. Sc. Student of Water Resources Engineering, Department of Water Engineering, Faculty of Agriculture, Shahid Bahonar University of Kerman, Kerman, Iran
چکیده [English]

Climate change is effective on the amount of precipitation in all areas and consequently it is effective on IDF curves. The aim of this study is the evaluation of effects of climate change on IDF curves in Babolsar station in future period since 2011 to 2030 using atmospheric general circulation model and under emission scenarios. In this respect, two appropriate statistical distributions, the Gumbel and Log - Pearson Type III , were fitted with hourly rainfall values between 1998-1966. Then IDF curves have extracted For intervals of 10, 20, 30 min and 1, 2, 6, 12 and 24 hours and return periods of 2, 5, 10, 25, 50 and 100 years. Next, data in daily time scale were estimated for intervals of 2013-2030 using atmospheric general circulation model of HadCm3 under emission scenarios A1B, A2, B1 and down scaling model of LARS-WG. The derivative curves of assumption scenarios have extracted by modified relationships of Bell. The results indicate that the values of correlation coefficient in Gumbel distribution were in the range of 0.996-0.998 and for Log - Pearson Type III, they were in the range of 0.969-0.974 that shows more significant correlation for Gumbel distribution. Comparison between rainfall predicted by the scenario mentioned and rainfall calculated by Gumbel distribution for data from 1966-1998 is showed an increase in precipitation intensity for BABOLSAR station in future periods (2030 - 2011). For example, according to three scenarios A1B, A2, B1 the rainfall value for interval of one hour and return period of 2 year, respectively, 28%, 17% and 25% have increased than the values of basic rainfall.

کلیدواژه‌ها [English]

  • IDF curves
  • Climate change
  • HadCM3
  • LARS-WG
  • Babolsar
  • Emission scenarios
حیدری،ز.، جهانی،س. 1390. تعیین الگوی توزیع بارندگی و منحنی­های شدت- مدت- فراوانی مطالعه موردی حوضه­ی آبریز گرگانرود، چهارمین کنفرانس مدیریت منابع آب ایران، تهران.

قهرمان،ب.، سپاسخواه،ع. 1369. تخمین رابطه شدت-تناوب بارندگی در ایران با استفاده از باران یک ساعته ده ساله، مجموعه مقالات سومین کنگره بین المللی مهندسی راه و ساختمان  ایران 24-28 اردیبهشت، دانشکده مهندسی، دانشگاه شیراز.

قهرمان،ب. 1375. رابطه به روز شده شدت- مدت- تناوب بارندگی در ایران با استفاده از باران یک ساعته ده ساله. مجله دانش کشاورزی. 6 : 13-30.

وزیری،ف. 1370. تجزیه و تحلیل رگبارها در نقاط مختلف ایران، جهاد دانشگاهی دانشگاه خواجه نصیرالدین طوسی، واحد طرح و تحقیقات.

Bell,F.C. 1969. Generalized Rainfall-Duration-Frequency Relationship. Journal of the Hydraulic Division. ASCE 95. 6357: 311-327.

Chow,V.T., Maidment,D.R., Mayas,L.W. 1988. Applied Hydrology. McGraw-Hill, New York.

Desramaut,N. 2008. Estimation of intensity duration frequency curves for current and future climates. Postdoctoral thesis, Department of Civil Engineering and Applied Mechanics, McGill University. 83 p.

Fowler,H.J., Wilby,R.L. 2007. Beyond the downscaling comparison study. International Journal of Climatology. 27: 1543-1545

Garcia Bartual,R. Schneider,M.  2001. Estimating maximum expected short-duration rainfall intensityes from extreme convection storms. Physics and Chemistry of the Earth, Part B: Hydrology, Oceans, and Atmosphere. 26:9. 675-681

Hanush,C.J. 2003. The Effects of climate change and variability on Intensity-Duration-Frequency Curves. M. Sc. Thesis, Department of Engineering and Mathematical sciences, university of Western Australia, 77p.

Mailhot,A., Duchesne,S., Caya,D., Talbot,G. 2007. Assessment of future change in intensity-duration-frequency (IDF) curves for Southern Quebec using the Canadian Regional Climate Model (CRCM). Journal of Hydrology. 347: 197-210.

Simonovic, S. 2010. Updated rainfall intensity duration frequency curves for the City of London under the changing climate. M. Sc. Thesis, Department of Civil Environmental Engineering The University of Western Ontario, 69 p.

Sherman,C.W. 1931. Frequency and intensity of excessive rainfalls at Boston, Massachusetts. Journal of Transactions of American Society of Civil Engineering (ASCE). 95: 951-960.

Singh,V.P. 1992. Elementary Hydrology. Prentice-Hall, New Jersey, U.S.A.

Xu,C.Y. 1999. From GCMs to river flow: A review of downscaling methods and hydrologic modeling approaches. Progress in physical Geography. 23:3. 229-249.