پیش‌نگری تغییرات نمایههای حدی دما در پهنه استان مازندران تحت سناریوهای CMIP6
مقدمه اقلیم، یکی از عوامل محیطی است که تغییر آن موجب تغییرات گستردهای در بخشهای مختلف بوم سامانه شده و تهدید بزرگی برای توسعه پایدار محسوب میشود. دما، یکی از عناصر اصلی اقلیم است که تغییرات ناگهانی، کوتاهمدت و درازمدت آن میتواند ساختار آب و هوای هر منطقه را تحت تأثیر قرار دهد. در دهههای ا...
Saved in:
| Main Authors: | , , , |
|---|---|
| Format: | Article |
| Language: | fas |
| Published: |
Soil Conservation and Watershed Management Research Institute (SCWMRI)
2024-06-01
|
| Series: | Muhandisī va mudirīyyat-i ābkhīz |
| Subjects: | |
| Online Access: | https://jwem.areeo.ac.ir/article_131589_95f35391dd41a7c9d39d9644eda22056.pdf |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| _version_ | 1832539856177201152 |
|---|---|
| author | رضا نوروز ولاشدی صدیقه برارخانپور احمدی حدیقه بهرامی پیچاقچی سارا مطلوم باب اناری |
| author_facet | رضا نوروز ولاشدی صدیقه برارخانپور احمدی حدیقه بهرامی پیچاقچی سارا مطلوم باب اناری |
| author_sort | رضا نوروز ولاشدی |
| collection | DOAJ |
| description | مقدمه
اقلیم، یکی از عوامل محیطی است که تغییر آن موجب تغییرات گستردهای در بخشهای مختلف بوم سامانه شده و تهدید بزرگی برای توسعه پایدار محسوب میشود. دما، یکی از عناصر اصلی اقلیم است که تغییرات ناگهانی، کوتاهمدت و درازمدت آن میتواند ساختار آب و هوای هر منطقه را تحت تأثیر قرار دهد. در دهههای اخیر، کره زمین با پدیده گرمایش جهانی مواجه شده است و مهم‌ترین شاهد بر این ادعا تغییرات اقلیمی صورت گرفته در سرتاسر دنیا است. یکی از پیامدهای مهم گرمایش جهانی، افزایش وقوع پدیدههای فرین جوی است که از مهم‌ترین آنها میتوان به تغییر ناگهانی دما، گرمای بیش از حد، سرمای غیرعادی، بارشهای سنگین و سیلآسا، خشکسالی و گرد و غبار ناشی از خشک شدن تالابها اشاره نمود. نمایههای حدی اقلیم، نه تنها نقش مهمی در بررسی وقایع اقلیمی در مقیاس منطقهای و جهانی دارند، بلکه به مدل‌سازی اقلیمی و تصمیمگیری در بررسی اثرات بخشهای متنوع نیز کمک مینماید.
مواد و روشها
در این پژوهش، از دادههای دمای مدل MRI-ESM-2 تحت سه سناریو خوشبینانه SSP1-2-6، حد متوسط SSP2-4-5 و بدبینانه SSP5-8-5 برای دو دوره آینده نزدیک (۲۰۶۰-۲۰۲۱) و آینده دور (۲۱۰۰-۲۰۶۱) استفاده شد. بدین منظور، ابتدا داده تاریخی طی دوره پایه و دادههای سناریو برای دوره آینده (تا سال ۲۱۰۰) برای مدل اقلیمی مورد مطالعه از پایگاه داده ESGF برای کل جهان دریافت شد. سپس، با زبان برنامه نویسی R، سری زمانی دادههای تاریخی و سناریو از مدل برای هر ایستگاه مورد نظر استخراج شد. مقیاس‌کاهی آماری داده‌ها با روش درونیابی دوخطیBilinear در سطح ایستگاههای مورد مطالعه انجام شد. در ادامه، داده‌ها در دوره آینده و بر اساس سه سناریوی مورد نظر در تمامی ایستگاههای مورد مطالعه گروهبندی شدند، برای استخراج نمایههای مبتنی بر کمینه و بیشینه دمای روزانه از نرم‌افزار RClimDex استفاده شد. در این پژوهش، ۱۶ شاخص حدی دما برای منطقه مورد مطالعه در مقیاس‌های سالانه و ماهانه محاسبه و وجود روند و نقطه شکست در این شاخصها با آزمون‌های آماری تشخیص روند من‌کندال، آزمون شیب خط سن و آزمون تشخیص جهش پتیت بررسی شد.
نتایج و بحث
نتایج بیانگر کاهش رویدادهای حدی گرم بر اساس سناریو SSP126، کاهش نمایههای مربوط به سرما و روزهای یخبندان (سرد) و افزایش نمایههای حدی گرم براساس سناریو SSP585 بوده که در بیشتر مناطق استان مشاهده شد. به طورکلی، نمایههای تعداد روزهای تابستانی (با شیب ۷۰-۴۰ درصد)، شبهای حارهای (۶۵-۴۵ درصد)، طول دوره گرما (۵۰-۳۰ درصد) و طول دوره رویش (۶۰-۴۰ درصد) به طور قابل ملاحظه افزایش اما نمایههای تعداد روزهای یخبندان ((۲۰-)-(۸۰-))، روزهای یخی ((۱۰-)-(۴۰-)) و طول دوره سرما ((۱۰-)-(۷۰-)) به‌طور قابل ملاحظه کاهش خواهد یافت. همچنین، نتایج آزمون پتیت، نقطه تغییر افزایشی و کاهشی به‌ترتیب برای نمایههای حدی گرم و سرد را در دهه ۲۰۴۰ (آینده نزدیک) و ۲۰۸۰ (آینده دور) نشان داده است. بنابراین، به‌منظور کنترل دماهای حدی و اثرات سوء آن در بخشهای مختلف زندگی انسان به‌ویژه کشاورزی و منابع آب میبایست برنامههای مدیریتی مناسب در جهت نیاز هر منطقه تدوین و اجرا شود.
نتیجهگیری
نتایج بیانگر وجود تغییرات ناگهانی برای نمایههای دمایی تحت سناریو بدبینانه بیشتر از دو سناریو دیگر و در نواحی گستردهتری از استان مازندران بود. همچنین، احتمال افزایش ناگهانی نمایههای حدی گرم و کاهش ناگهانی روزهای مربوط به سرما و یخبندان در دوره زمانی آینده نزدیک در دهه ۲۰۳۰، ۲۰۴۰ و ۲۰۵۰ و در دوره زمانی آینده دور در دهه ۲۰۷۰ و ۲۰۸۰ وجود خواهد داشت. به طورکلی، در دورههای آماری آینده مورد مطالعه، نمایههای حدی دمایی تغییرات قابل توجهی خواهند داشت و استان مازندران با افزایش دمای هوا و رخدادهای حدی درجه حرارت بالا همراه خواهد بود که این نتایج همسو با نتایج مطالعات منطقهای و جهانی است. افزایش دما به‌ویژه در ماههای گرم که همزمان با کاهش نزولات جوی است، با توجه به ماهیت فصل گرم سال، در کشاورزی این منطقه که از مناطق مهم تولید برنج کشور است، نقش قابل توجهی دارد. لذا، چرخه هیدرولوژی پایین‌دست حوضه هراز را تحت تأثیر قرار میدهد. از طرفی، تغییرات دمایی در زمستان و ماههای سرد نیز میتواند زمان آغاز ذوب برف حوضه را تحت تأثیر قرار دهد که این عوامل روی دبی اوج سیلاب در پایین‌دست حوضه تأثیر به‌سزائی دارد. با توجه به مطالب ذکر شده و ضرورت انجام چنین پژوهشهایی در زمینههای فعالیتهای انسانی، مدیریت منابع آب، امنیت غذایی و نیز سلامتی انسان، بررسی تأثیر رویدادهای حدی اقلیمی مبتنی بر دما در سیاستگذاریهای آینده در بخشهای مختلف ضرورت دارد و جوامع انسانی میبایست به ناچار خود را بر اساس این شرایط تنظیم و سازگار نمایند. لذا، بررسی شدت، فراوانی و زمان وقوع رخدادهای حدی و آگاهی احتمالی از آنها میتواند در حل مسائل گریبانگیر زیست محیطی و برنامهریزی منطقی در جهت کنترل و کاهش این رخدادها مؤثر واقع شود. |
| format | Article |
| id | doaj-art-e0b0a96263994ea28723aa33fa8925a9 |
| institution | Kabale University |
| issn | 2251-9300 2322-536X |
| language | fas |
| publishDate | 2024-06-01 |
| publisher | Soil Conservation and Watershed Management Research Institute (SCWMRI) |
| record_format | Article |
| series | Muhandisī va mudirīyyat-i ābkhīz |
| spelling | doaj-art-e0b0a96263994ea28723aa33fa8925a92025-02-05T08:25:31ZfasSoil Conservation and Watershed Management Research Institute (SCWMRI)Muhandisī va mudirīyyat-i ābkhīz2251-93002322-536X2024-06-0116227930110.22092/ijwmse.2024.363859.2036131589پیش‌نگری تغییرات نمایههای حدی دما در پهنه استان مازندران تحت سناریوهای CMIP6رضا نوروز ولاشدی0صدیقه برارخانپور احمدی1حدیقه بهرامی پیچاقچی2سارا مطلوم باب اناری3استادیار هواشناسی کشاورزی، گروه مهندسی آب، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایراندانشجوی دکتری هواشناسی کشاورزی، گروه مهندسی آب، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ایراندانشجوی دکتری هواشناسی کشاورزی، گروه مهندسی آب، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ایراندانشجوی دکتری هواشناسی کشاورزی، گروه مهندسی آب، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ایرانمقدمه اقلیم، یکی از عوامل محیطی است که تغییر آن موجب تغییرات گستردهای در بخشهای مختلف بوم سامانه شده و تهدید بزرگی برای توسعه پایدار محسوب میشود. دما، یکی از عناصر اصلی اقلیم است که تغییرات ناگهانی، کوتاهمدت و درازمدت آن میتواند ساختار آب و هوای هر منطقه را تحت تأثیر قرار دهد. در دهههای اخیر، کره زمین با پدیده گرمایش جهانی مواجه شده است و مهم‌ترین شاهد بر این ادعا تغییرات اقلیمی صورت گرفته در سرتاسر دنیا است. یکی از پیامدهای مهم گرمایش جهانی، افزایش وقوع پدیدههای فرین جوی است که از مهم‌ترین آنها میتوان به تغییر ناگهانی دما، گرمای بیش از حد، سرمای غیرعادی، بارشهای سنگین و سیلآسا، خشکسالی و گرد و غبار ناشی از خشک شدن تالابها اشاره نمود. نمایههای حدی اقلیم، نه تنها نقش مهمی در بررسی وقایع اقلیمی در مقیاس منطقهای و جهانی دارند، بلکه به مدل‌سازی اقلیمی و تصمیمگیری در بررسی اثرات بخشهای متنوع نیز کمک مینماید. مواد و روشها در این پژوهش، از دادههای دمای مدل MRI-ESM-2 تحت سه سناریو خوشبینانه SSP1-2-6، حد متوسط SSP2-4-5 و بدبینانه SSP5-8-5 برای دو دوره آینده نزدیک (۲۰۶۰-۲۰۲۱) و آینده دور (۲۱۰۰-۲۰۶۱) استفاده شد. بدین منظور، ابتدا داده تاریخی طی دوره پایه و دادههای سناریو برای دوره آینده (تا سال ۲۱۰۰) برای مدل اقلیمی مورد مطالعه از پایگاه داده ESGF برای کل جهان دریافت شد. سپس، با زبان برنامه نویسی R، سری زمانی دادههای تاریخی و سناریو از مدل برای هر ایستگاه مورد نظر استخراج شد. مقیاس‌کاهی آماری داده‌ها با روش درونیابی دوخطیBilinear در سطح ایستگاههای مورد مطالعه انجام شد. در ادامه، داده‌ها در دوره آینده و بر اساس سه سناریوی مورد نظر در تمامی ایستگاههای مورد مطالعه گروهبندی شدند، برای استخراج نمایههای مبتنی بر کمینه و بیشینه دمای روزانه از نرم‌افزار RClimDex استفاده شد. در این پژوهش، ۱۶ شاخص حدی دما برای منطقه مورد مطالعه در مقیاس‌های سالانه و ماهانه محاسبه و وجود روند و نقطه شکست در این شاخصها با آزمون‌های آماری تشخیص روند من‌کندال، آزمون شیب خط سن و آزمون تشخیص جهش پتیت بررسی شد. نتایج و بحث نتایج بیانگر کاهش رویدادهای حدی گرم بر اساس سناریو SSP126، کاهش نمایههای مربوط به سرما و روزهای یخبندان (سرد) و افزایش نمایههای حدی گرم براساس سناریو SSP585 بوده که در بیشتر مناطق استان مشاهده شد. به طورکلی، نمایههای تعداد روزهای تابستانی (با شیب ۷۰-۴۰ درصد)، شبهای حارهای (۶۵-۴۵ درصد)، طول دوره گرما (۵۰-۳۰ درصد) و طول دوره رویش (۶۰-۴۰ درصد) به طور قابل ملاحظه افزایش اما نمایههای تعداد روزهای یخبندان ((۲۰-)-(۸۰-))، روزهای یخی ((۱۰-)-(۴۰-)) و طول دوره سرما ((۱۰-)-(۷۰-)) به‌طور قابل ملاحظه کاهش خواهد یافت. همچنین، نتایج آزمون پتیت، نقطه تغییر افزایشی و کاهشی به‌ترتیب برای نمایههای حدی گرم و سرد را در دهه ۲۰۴۰ (آینده نزدیک) و ۲۰۸۰ (آینده دور) نشان داده است. بنابراین، به‌منظور کنترل دماهای حدی و اثرات سوء آن در بخشهای مختلف زندگی انسان به‌ویژه کشاورزی و منابع آب میبایست برنامههای مدیریتی مناسب در جهت نیاز هر منطقه تدوین و اجرا شود. نتیجهگیری نتایج بیانگر وجود تغییرات ناگهانی برای نمایههای دمایی تحت سناریو بدبینانه بیشتر از دو سناریو دیگر و در نواحی گستردهتری از استان مازندران بود. همچنین، احتمال افزایش ناگهانی نمایههای حدی گرم و کاهش ناگهانی روزهای مربوط به سرما و یخبندان در دوره زمانی آینده نزدیک در دهه ۲۰۳۰، ۲۰۴۰ و ۲۰۵۰ و در دوره زمانی آینده دور در دهه ۲۰۷۰ و ۲۰۸۰ وجود خواهد داشت. به طورکلی، در دورههای آماری آینده مورد مطالعه، نمایههای حدی دمایی تغییرات قابل توجهی خواهند داشت و استان مازندران با افزایش دمای هوا و رخدادهای حدی درجه حرارت بالا همراه خواهد بود که این نتایج همسو با نتایج مطالعات منطقهای و جهانی است. افزایش دما به‌ویژه در ماههای گرم که همزمان با کاهش نزولات جوی است، با توجه به ماهیت فصل گرم سال، در کشاورزی این منطقه که از مناطق مهم تولید برنج کشور است، نقش قابل توجهی دارد. لذا، چرخه هیدرولوژی پایین‌دست حوضه هراز را تحت تأثیر قرار میدهد. از طرفی، تغییرات دمایی در زمستان و ماههای سرد نیز میتواند زمان آغاز ذوب برف حوضه را تحت تأثیر قرار دهد که این عوامل روی دبی اوج سیلاب در پایین‌دست حوضه تأثیر به‌سزائی دارد. با توجه به مطالب ذکر شده و ضرورت انجام چنین پژوهشهایی در زمینههای فعالیتهای انسانی، مدیریت منابع آب، امنیت غذایی و نیز سلامتی انسان، بررسی تأثیر رویدادهای حدی اقلیمی مبتنی بر دما در سیاستگذاریهای آینده در بخشهای مختلف ضرورت دارد و جوامع انسانی میبایست به ناچار خود را بر اساس این شرایط تنظیم و سازگار نمایند. لذا، بررسی شدت، فراوانی و زمان وقوع رخدادهای حدی و آگاهی احتمالی از آنها میتواند در حل مسائل گریبانگیر زیست محیطی و برنامهریزی منطقی در جهت کنترل و کاهش این رخدادها مؤثر واقع شود.https://jwem.areeo.ac.ir/article_131589_95f35391dd41a7c9d39d9644eda22056.pdfتغییر اقلیمحوضه آبخیزریزمقیاس‌نماییفصل رشدمکانی-زمانی |
| spellingShingle | رضا نوروز ولاشدی صدیقه برارخانپور احمدی حدیقه بهرامی پیچاقچی سارا مطلوم باب اناری پیش‌نگری تغییرات نمایههای حدی دما در پهنه استان مازندران تحت سناریوهای CMIP6 Muhandisī va mudirīyyat-i ābkhīz تغییر اقلیم حوضه آبخیز ریزمقیاس‌نمایی فصل رشد مکانی-زمانی |
| title | پیش‌نگری تغییرات نمایههای حدی دما در پهنه استان مازندران تحت سناریوهای CMIP6 |
| title_full | پیش‌نگری تغییرات نمایههای حدی دما در پهنه استان مازندران تحت سناریوهای CMIP6 |
| title_fullStr | پیش‌نگری تغییرات نمایههای حدی دما در پهنه استان مازندران تحت سناریوهای CMIP6 |
| title_full_unstemmed | پیش‌نگری تغییرات نمایههای حدی دما در پهنه استان مازندران تحت سناریوهای CMIP6 |
| title_short | پیش‌نگری تغییرات نمایههای حدی دما در پهنه استان مازندران تحت سناریوهای CMIP6 |
| title_sort | پیش‌نگری تغییرات نمایههای حدی دما در پهنه استان مازندران تحت سناریوهای cmip6 |
| topic | تغییر اقلیم حوضه آبخیز ریزمقیاس‌نمایی فصل رشد مکانی-زمانی |
| url | https://jwem.areeo.ac.ir/article_131589_95f35391dd41a7c9d39d9644eda22056.pdf |
| work_keys_str_mv | AT rḍạnwrwzwlạsẖdy pysẖngrytgẖyyrạtnmạyhhạyḥdydmạdrphnhạstạnmạzndrạntḥtsnạrywhạycmip6 AT ṣdyqhbrạrkẖạnpwrạḥmdy pysẖngrytgẖyyrạtnmạyhhạyḥdydmạdrphnhạstạnmạzndrạntḥtsnạrywhạycmip6 AT ḥdyqhbhrạmypycẖạqcẖy pysẖngrytgẖyyrạtnmạyhhạyḥdydmạdrphnhạstạnmạzndrạntḥtsnạrywhạycmip6 AT sạrạmṭlwmbạbạnạry pysẖngrytgẖyyrạtnmạyhhạyḥdydmạdrphnhạstạnmạzndrạntḥtsnạrywhạycmip6 |