نشریه آبیاری و زهکشی ایران

نشریه آبیاری و زهکشی ایران

تحلیل اثر تغییرات آب و هوایی بر دما و بارندگی در شهرکرد با استفاده از برونداد مدل‌های گزارش ششم با تأکید بر سناریوهای توسعه پایدار

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
سید محمد رضا حسینی وردنجانی 1
مجتبی خوش روش 2
روح‌الله فتاحی نافچی 3
رضا نوروز 4
یاور پورمحمد 5
1 دانشجوی دکتری آبیاری و زهکشی، گروه مهندسی آب، دانشکده مهندسی زراعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران.
2 دانشیار گروه مهندسی آب دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری
3 استاد، گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران.
4 دانشیار، گروه مهندسی آب، دانشکده مهندسی زراعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران.
5 محقق دانشگاه ایالتی بویزی، دانشگاه ایالتی بویزی، آمریکا.
چکیده
توسعه روز افزون صنایع و افزایش استفاده از سوخت‌های فسیلی، افزایش غلظت گازهای گلخانه‌ای به‌خصوص دی‌اکسید کربن را به دنبال دارد که منجر به گرم شدن زمین می‌گردد. تغییر اقلیم یک نگرانی جهانی است و پیامدهای قابل توجهی بر الگوهای بارش و دما دارد. لذا هدف از این پژوهش بررسی اثر تغییر اقلیم بر متغیرهای اقلیمی ایستگاه شهرکرد با استفاده از مدل پیش‌بینی کننده اقلیمی CanESM5 مطابق با گزارش ششم CMIP6 است. در این راستا بر اساس داده‌های اقلیمی دما و بارش ثبت شده در ایستگاه سینوپتیک فرودگاه شهرکرد در دوره پایه 1995-2014 و سناریوهای انتشار طراحی شده شامل سه سناریوی خوش‌بینانه SSP1-2-6، حد متوسط SSP2-4-5 و بدبینانه SSP5-8-5 وضعیت جوی آتی در دو دوره‌ی بیست ساله، آینده‌ی نزدیک (2045-2025) و آینده‌ی دور (2066-2046)، پیش‌بینی شد. به‌منظور کوچک مقیاس نمودن مقادیر پیش‌بینی شده، از روش ریزمقیاس نمایی آماری SDSM5.2 استفاده شد. سپس عملکرد مدل CanESM5 برای شبیه‌سازی توسط سنجه‌های آماری مناسب مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج شبیه‌سازی CanESM5 نشان داد که برای پیش‌بینی دمای حداقل و حداکثر در مقایسه با بارندگی، خطای کمتر و دقت بالاتری وجود دارد. طبق یافته‌های پژوهش حاضر پیش‌بینی می‌شود ایستگاه مورد مطالعه در مقایسه با دوره پایه برای کلیه سناریوهای انتشار شاهد افزایش بارش آتی تا 5/6 درصد در سناریوهای خوش‌بینانه و کاهش بارش تا 16 درصد در سناریو بدبینانه در طول سال خواهد بود. به‌طورکلی در آینده میانگین حداکثر دمای زمستان در سناریوی بینابینی و بدبینانه افزایش چشمگیری نشان می‌دهد که این میزان افزایش در آینده دور در کلیه فصول سال نیز به وضوح دیده می‌شود. همچنین دامنه تغییرات دمای حداکثر در آینده دور نسبت به آینده نزدیک نوسانات بیشتری را تجربه و همچنین کاهش اندکی در میانگین حداقل دمای سالانه در آینده نزدیک و افزایش آن در آینده دور اتفاق خواهد افتاد.
کلیدواژه‌ها
اقلیم
سناریوی SSP
متغیر هواشناسی
منابع آب

عنوان مقاله English

Analysis of the Impact of Climate Change on Temperature and Precipitation in Shahrekord Using Outputs from the Sixth Assessment Report, with Emphasis on Sustainable Development Scenarios

نویسندگان English

Seyed Mohammad Reza Hosseini-Vardanjani 1
Mojtaba Khoshravesh 2
Roohollah Fatahi Nafchi 3
Reza Norooz-Valashedi 4
Yavar Pourmohamad 5
1 PhD Candidate of Irrigation and Drainage, Water Engineering Department, Faculty of Agricultural Engineering, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, Sari, Iran.
2 Associate Professor. Department of Water Engineering. Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University
3 Professor, Water Engineering Department, Faculty of Agriculture, Shahrekord University, Shahrekord, Iran.
4 Associate Professor, Water Engineering Department, Faculty of Agricultural Engineering, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, Sari, Iran
5 Researcher at Boise State University, Boise, USA
چکیده English

The increasing development of industries and the growing use of fossil fuels are leading to an increase in the concentration of greenhouse gases, particularly carbon dioxide, which in turn is causing global warming. Therefore, the aim of this research is to investigate the impact of climate change on the climatic variables of Shahrekord station using the CanESM5 climate prediction model, in accordance with the CMIP6 Sixth Assessment Report. To this end, based on the climatic data of temperature and precipitation recorded at the synoptic station of Shahrekord Airport during the baseline period of 1995-2014, and the designed emission scenarios including three scenarios – optimistic SSP1-2-6, moderate SSP2-4-5, and pessimistic SSP5-8-5 – the future weather conditions were predicted for two twenty-year periods, near future (2025-2045) and far future (2046-2066). To downscale the predicted values, the SDSM5.2 statistical downscaling method was used. Subsequently, the performance of the CanESM5 model for simulation was evaluated using appropriate statistical metrics. The simulation results of CanESM5 showed that there is less error and higher accuracy for predicting minimum and maximum temperatures compared to precipitation. According to the findings of the present study, it is predicted that the studied station, compared to the baseline period, will experience an increase in future precipitation of up to 6.5% in optimistic scenarios and a decrease in precipitation of up to 16% in pessimistic scenarios throughout the year for all emission scenarios. Additionally, the range of maximum temperature variations in the far future experiences more fluctuations compared to the near future, and there will also be a slight decrease in the average annual minimum temperature in the near future and an increase in the far future.

کلیدواژه‌ها English

Climate
meteorological variable
SSP scenario
water resources
افشاری نیا، م.، پناهی، ف. و احترام، م. 1402. ارزیابی تغییرات اقلیمی با استفاده از برون‌داد مدل‌های CMIP6 (مطالعۀ موردی: دشت کاشان). مهندسی آبیاری و آب ایران. 14(2): 256-237.
امیرابادی زاده، م.، یعقوب زاده، م.، هاشمی، ر. و خزیمه نژاد، ح. 1398. ارزیابی مدل‌های خطی و داده مبنا در ریز مقیاس‌نمائی بارش و دما در استان خراسان جنوبی. هواشناسی و علوم جوّ. 2(1): 82-68.
برارخان­پور احمدی، ص.، غلامی سفیدکوهی، م. ع. و خوش روش، م. 1402. بررسی اثر پارامترهای هواشناسی بر رخدادهای بارشی شدید در اقلیم­های مختلف ایران با استفاده از رگرسیون چندک. حفاظت منابع آب و خاک. 12(3): 49-33.
جهانگیر، م ح.، ساداتی‌نژاد، ج. و حقیقی، پ. 1397. پیش‌بینی پارامترهای دمایی تحت مدل CanEMS2 (مطالعه موردی: ایستگاه سینوپتیک لار). ترویج و توسعه آبخیزداری. 6(22): 52-45.
چمانه­فر، س.، موسوی بایگی، م.، بابائیان، ی. و مدرسی، ف. 1401. پیش‌نگری شاخص‌های حدی بارشی و دمایی در دوره 2100-2026 بر اساس برونداد مدل‌های CMIP6 (مطالعه موردی: مشهد). آبیاری و زهکشی ایران. 16(5): 976-963.
حقیقی، پ.، سلیمان پور، م. و مرادی، ا. 1403. اثرات تغییر اقلیم بر مقادیر حدی بارش و دما با استفاده از سناریوهای SSP (مطالعه موردی: استان فارس). مدل­سازی و مدیریت آب و خاک. DOI: 10.22098/mmws.2024.14691.1425
روشنی، ا. و حمیدی، م. 1400. پیش‌بینی اثرات سناریوهای تغییر اقلیم بر دما و بارش بر اساس مدل‌های CMIP6 (مطالعه موردی: ایستگاه ساری). مدیریت آب و آبیاری. 11(4): 795-781.
زارعیان، م. 1401. اثرات تغییر اقلیم بر دما و بارش استان یزد بر اساس خروجی‌ ترکیبی مدل‌هایCMIP6 . علوم آب و خاک. ۲۶(۲): 105-91.
سالاریه، پ.، خوش روش، م.، نوروز ولاشدی، ر. و کیانی، ع. ر. 1403. ارزیابی سناریوهای تغییر اقلیم و تغییر تاریخ کشت بر بهره­وری آب ذرت در شهرستان گرگان. آبیاری و زهکشی ایران. 18(2): 235-227.
سرائی تبریزی، م.، محمدیان خراسانی، ش.، میرزایی، م. و اسمعیل زاده هنجنی، ا. 1402. مباحث کاربردیِ اثراتِ تغییراقلیم بر منابع آب. نشر علمی دانشگاهی دانشگاه آزاد اسلامی. 325 صفحه.
فولادی نصرآباد، م.، امیرآبادی­زاده، م. و دستورانی، م. 1403. بررسی عملکرد دو مدل گردش عمومی جو-اقیانوس در ریز مقیاس‌سازی دمای متوسط در شهرستان بیرجند. مدیریت جامع حوزه­های آبخیز، 4(1): 45-30.
الماسی، آ.، فاطمی، ا. و اقبال زاده، ا. 1403. پیش‌بینی بارندگی ماهانه ایستگاه سینوپتیک کرمانشاه تحت سناریوهای اجتماعی- اقتصادی گزارش ششم تغییر اقلیم. فناوری­های پیشرفته در بهره­وری آب. 4(1): 64-40.
ملکی مرشت، ر.، صلاحی، ب. و صابر، م. 1403. پیش‌‌نگری دمای بیشینه‌‌ دوره‌‌های آتی در شمال غرب ایران براساس برون‌‌داد مدل‌‌های اقلیمی .CMIP6 مخاطرات محیط طبیعی. DOI: 10.22111/jneh.2024.47321.2006
میان آبادی، آ.، باطنی، م م. و محمدی، ص. 1402. پیش‌نمایی تغییرات توزیع بارش و دما با استفاده از شبیه‌سازی اصلاح اریبی شده مدل‎های اقلیمی گزارش ششم (مطالعه موردی: ایستگاه همدیدی کرمان). پژوهش‌های تغییرات آب و هوایی. 4(14): 84-65.
Annan, J. D. and Hargreaves, J. C. 2011. Understanding the CMIP3 Multimodel Ensemble.
Anonymous .2024. Chaharmahal and Bakhtiari meteorological Administration. Available on: http:// http://www.chbmet.ir. Accessed 19 September. chbmet.ir
Gebisa, B. T., Dibaba, W. T. and Kabeta, A. 2023. Evaluation of historical CMIP6 model simulations and future climate change projections in the Baro River Basin. Journal of Water and Climate Change. 14(8): 2680–2705.
IPCC. 2021. Climate change 2021 the physical science basis, AR6, Summary for policymakers. https://www.ipcc.ch/report/ar6/wg1/.
Jeong, D. I., Yu, B. and Cannon, A. J. 2023. Climate change impacts on linkages between atmospheric blocking and North American winter cold spells in CanESM2 and CanESM5. Climate Dynamics. 60(1-2): 477-491.
Jones, J. W., Antle, J. M., Basso, B., Boote, K. J., Conant, R. T., Foster, I., Godfray, H. C. J., Herrero, M., Howitt, R. E. and Janssen, S. 2017. Brief history of agricultural systems modeling. Agricultural Systems. 155: 240–254.
Kendall, M. G. 1970. Rank Correlation Methods, 2nd Ed., New York: Hafner.
Nikkhoo Amiri, S., Khoshravesh, M. and Norooz Valashedi, R. 2023. Assessing the effect of climate and land use changes on the hydrologic regimes in the upstream of Tajan river basin using SWAT model. Applied Water Science. 13(6): 1-13.
O’Neill, B., Kriegler, E., Ebi, K., Kemp-Benedict, E., Riahi, K., Rothman, D., Van Ruijven, B., Van Vuuren, D., Birkmann, J., Kok, K., Levy. and  Solecki, W. 2017. The roads ahead: Narratives for shared socioeconomic pathways describing world futures in the 21st century. Global Environmental Change. 42(1): 169-180.
Shiferaw, H., Amdom, B., Gebretsadkan, G. T. and   Amanuel, A. 2018. Modelling hydrological response under climate change scenarios using SWAT model: the case of Ilala watershed, Northern Ethiopia. Modeling Earth Systems and Environment. 4: 437-449.
Tadase, A. T. 2024. Climate trend analysis in the ramis catchment, upper wabi shebelle basin, Ethiopia, using the CMIP6 dataset. Journal of African Earth Sciences. 217: 105347.
Tafula, M., Chilundo, M., de Sousa, W., Bjornlund, H., Pittock, J., Ramshaw, P. and Wellington, M. (2025). Climate change adaptation benefits from rejuvenated irrigation farming systems in Mozambique. International Journal of Water Resources Development. 41(2): 298-324.
Valipour, M., Khoshravesh, M. and Gholami Sefidkouhi, M. A. 2017. Estimation and trend evaluation of reference evapotranspiration in a humid region. Italian Journal of Agrometeorology. 1: 19-36.
 
نشریه آبیاری و زهکشی ایران
دوره 19، شماره 1 - شماره پیاپی 110
فروردین و اردیبهشت 1404
صفحه 47-62