ارزیابی سه روش ریزمقیاس‌نمایی در پیش‌بینی خشکسالی هواشناسی تحت تاثیرتغییراقلیم

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

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

2 استادیارگروه علوم و مهندسی آب، دانشگاه بیرجند، بیرجند

3 دانشیارگروه علوم و مهندسی آب، دانشگاه بیرجند، بیرجند

4 دانشجوی دکتری مهندسی منابع آب دانشگاه بیرجند، بیرجند

چکیده

افزایش فراوانی و شدت خشک­سالی همراه با تغییرجهانی اقلیم یک مسئله مهم در بخش کشاورزی و منابع آب می­باشد. بدین منظور در این تحقیق، شاخص خشک­سالی بارش استاندارد شده (SPI) با مقیاس زمانی­های مختلف به کمک داده­های گزارش پنجم و سه روش ریزمقیاس بر ایستگاه نیشابور محاسبه شده و با یکدیگر مقایسه شدند. شاخص خشک­سالیSPI برای دوره پایه (2011-1992) و دوره آتی (2039-2020) با استفاده ازداده بارش تعیین شد. داده­بارش به کمک مدل گزارش پنجم CANESM2 و دو سناریو انتشار 5/8 و 5/4 و با استفاده از سه روش ریزمقیاسSDSM،LARS-WG و فاکتور تغییر تعیین گردید. مقادیرSPI نیز برای چهار مقیاس زمانی 3، 6، 12 و 24 ماهه تعیین شد. نتایج افزایش بارش بسیار کمی را برای هر سه روش ریزمقیاس در دوره آتی نشان می­دهند. همچنین مقادیر شاخص SPI در مقیاس زمانی­های طولانی مدت شدت خشک­سالی بیش­تر را نشان می­دهد. در مقایسه سه روش ریزمقیاس نیز،روش فاکتور تغییر، مقادیرشاخص SPI را در محدوده خشک­سالی خفیف تا شدید نشان می­دهد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The evaluation of the three downscaling methods in Meteorological droughts forecastingunder the effects of climate change

نویسندگان [English]

  • Mostafa Yaghoobzadeh 1
  • mahdi Amirabadizadeh 2
  • Hossein khozeymehnezhad 3
  • zahra zeraatkar 4
1 Assistant Professor, Department of Science and Water Engineering, University of Birjand., Birjand., Iran
2 Assistant Professor, department of science and water engineering, university of birjand
3 Associate professor, Department of Science and Water Engineering, University of Birjand
4 phD Student of Water Resource Engineering , University of Birjand
چکیده [English]

Increasing frequency and intensity of drought extremes associated with global change are a key challenge for Agriculture and water resource.  In the study, Standardized Precipitation droughts Index (SPI) was calculated with different time scale and by fifth report data and three method of downscaling for Neyshabour station and were compared with together.  Drought Index (SPI) was determinate for baseline period (1992-2011) and future period (2020-2039) by precipitation data. Precipitation data was determinate by use fifth report model of CANESM2 and two emissions scenarios(RCP 4.5 and 8.5) and by three downscaling method of SDSM, LARS-WG and change factor. The SPI value was determinate for four time scale equal of 3, 6, 12 and 24 months. The result showed that had a slight increases of precipitation for three downscaling method for future period. Also the value of SPI index was showed that drought intensity had more for long time scale. In competition of three downscaling method, change factor method had the value of SPI index in range of drought equal of slight to intense.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Climate change
  • Downscaling method
  • Drought
  • SPI Index

اشرف،ب.، موسوی بایگی،م.، کمالی،غ.ع و داروی،ک. 1390. پیش­بینی نیاز آبی چغندرقند در دوره 2030-2011 با استفاده از داده­های اقلیمی شبیه­سازی شده توسط مدل ریزمقیاس کننده LARS-WG (مطالعه موردی: استان خراسان رضوی). نشریه آب و خاک. 25. 5: 1196-1184.

دستورانی،م.ت.، پورمحمدی،س.، مساح بوانی،ع و رحیمیان،م.ح.1390. پیش­بینی خشک­سالی تحت تاثیر تغییر اقلیم در سه دهه آینده به کمک مدل­های چرخش عمومی (مطالعه موردی ایستگاه یزد). چهارمین کنفرانس مدیریت منابع آب ایران،دانشگاه صنعتی امیرکبیر تهران.

کوهی،م و ثنایی­نژاد،س.ح. 1393. بررسی سناریوهای تغییر اقلیم براساس نتایج حاصل از دو روش ریزمقیاس گردانی آماری برای متغیر تبخیر- تعرق مرجع در منطقه ارومیه.آبیاری و زهکشی ایران. 7. 4: 574-559.‎

گل محمدی،م و مساح بوانی،ع. 1390. بررسی تغییرات شدت و دوره بازگشت خشک­سالی حوضه قره­سو در دوره­های آتی تحت تاثیر تغییر اقلیم. آب وخاک. 25: 326-315.

مساح­بوانی،ع. 1385. ارزیابی ریسک تغییر اقلیم و تاثیر آن بر منابع آب. رساله دکتری، دانشگاه تربیت مدرس،ص220.

یعقوب­زاده،م.، احمدی،م.، برومندنسب،س و حقایقی مقدم،س.ا. 1395. اثر تغییر اقلیم بر روند تغییرات تبخیر- تعرق در طی دوره رشد گیاهان مزارع آبی و دیم با استفاده از مدل­هایAOGCM. مجله پژوهش آب در کشاورزی. 30. 4: 523-511.

یعقوب­زاده،م.1394. شبیه­سازی تبخیر و تعرق و رطوبت خاک به منظور ارزیابی خشک­سالی کشاورزی برای دوره­های پایه و آتی به کمک تکنیک سنجش از دور، رساله دکتری علوم آب گرایش آبیاری و زهکشی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز.

Cowden,J.R., Watkins,D.W and Mihelcic,J.R. 2008. Stochastic rainfall modeling in West Africa: Parsimonious approaches for domestic rainwater harvesting assessment. Journal of Hydrology. 361: 64-77.

Dhungana,P., Eskridge,K.M., Weiss,A and Baenziger,P.S. 2006. Designing crop technology for a future climate: An example using response surface methodology and the CERES-Wheat model. Agricultural Systems. 87: 63-79.

Fung,C.F., Lopez,A., New,M. 2011. Modelling the impact of climate change on water resources. John Wiley and Sons.‏Gutierrez,J.M., San-Martín.D., Brands.S., Manzanas.R and Herrera,S. 2013. Reassessing Statistical Downscaling Techniques for Their Robust Application under Climate Change Conditions. Journal  Climate. 26: 171–188.

Haylock,M.R., Cawley.G.C., Harpham,C., Wilby,R.L and Goodess.C. 2006. Downscaling heavy precipitation over the united kingdom:A comparison of dynamical and statistical methods and their future Scenarios. International Journal OF Climatology. 26: 1397–1415.

IPCC, 2013. In: Stocker,T.F., Qin,D., Plattner,M., Tignor,S.K., Allen,J., Boschung,A., Nauels,Y., Bex,V., Midgley,P.M. (Eds.), Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the X. Gao et al. / Science of the Total Environment 595 (2017) 191–200 199. Intergovernmental Panel on Climate Change.Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA.

Jana,B,K., Majumder,M. 2010. Impact of climate change on natural resource management. Springer Science and Business Media.‏

Loukas,A., Vasiliades,L and Tzabiras,J. 2008. Climate change effects on drought severity. Advances in Geosciences. 17: 23–29.

Luo,Q., Bellotti,W., Williams,M., Wang,E. 2009. Adaptation to climate change of wheat growing in South Australia: analysis of management and breeding strategies. Agriculture, Ecosystems and Environment. 129.1: 261-267.

McKee,T.B., Doesken,N.J., Kleist,J. 1995. Drought monitoring with multiple time scales. In Proceedings of the 9th Conference on Applied Climatology (pp. 233-236). Dallas, Boston, MA: American Meteorological Society.

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: 115–127.

Semenov,M.A. 2008. Extreme impacts of climate change on wheat in England and Wales. Application Biological. 88: 37–38.

Semenov,M.A and Stratonovitch,P. 2010. Use of multi-model ensembles from global climate models for assessment of climate change impacts. Climate Resarch. 41: 1-14.

Wilby,R.L., Dawson,C.W. 2007. SDSM 4.2-A decision support tool for the assessment of regional climate change impacts.User Manual. London, UK.