پیش نگری تغییرات نمایه های حدی دما در پهنه استان مازندران تحت سناریوهای CMIP۶

مقدمه اقلیم، یکی از عوامل محیطی است که تغییر آن موجب تغییرات گستردهای در بخش های مختلف بوم سامانه شده و تهدید بزرگی برای توسعه پایدار محسوب می شود. دما، یکی از عناصر اصلی اقلیم است که تغییرات ناگهانی، کوتاهمدت و درازمدت آن می تواند ساختار آب و هوای هر منطقه را تحت تاثیر قرار دهد. در دهه های اخیر، کره زمین با پدیده گرمایش جهانی مواجه شده است و مهم ترین شاهد بر این ادعا تغییرات اقلیمی صورت گرفته در سرتاسر دنیا است. یکی از پیامدهای مهم گرمایش جهانی، افزایش وقوع پدیده های فرین جوی است که از مهم ترین آنها می توان به تغییر ناگهانی دما، گرمای بیش از حد، سرمای غیرعادی، بارش های سنگین و سیل آسا، خشکسالی و گرد و غبار ناشی از خشک شدن تالاب ها اشاره نمود. نمایه های حدی اقلیم، نه تنها نقش مهمی در بررسی وقایع اقلیمی در مقیاس منطقه ای و جهانی دارند، بلکه به مدل سازی اقلیمی و تصمیم گیری در بررسی اثرات بخش های متنوع نیز کمک می نماید.   مواد و روش ها در این پژوهش، از داده‎ های دمای مدل MRI-ESM-۲ تحت سه سناریو خوشبینانه SSP۱-۲-۶، حد متوسط SSP۲-۴-۵ و بدبینانه SSP۵-۸-۵ برای دو دوره آینده نزدیک (۲۰۶۰-۲۰۲۱) و آینده دور (۲۱۰۰-۲۰۶۱) استفاده شد. بدین منظور، ابتدا داده تاریخی طی دوره پایه و داده های 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 داده های تاریخی و سناریو از مدل برای هر ایستگاه مورد نظر استخراج شد. مقیاس کاهی آماری داده ها با روش درونیابی دوخطیBilinear  در سطح ایستگاه های مورد مطالعه انجام شد. در ادامه، داده ها در دوره آینده و بر اساس سه سناریوی مورد نظر در تمامی ایستگاه های مورد مطالعه گروه بندی شدند، برای استخراج نمایه های مبتنی بر کمینه و بیشینه دمای روزانه از نرم افزار RClimDex  استفاده شد. در این پژوهش، ۱۶ شاخص حدی دما برای منطقه مورد مطالعه در مقیاس های سالانه و ماهانه محاسبه و وجود روند و نقطه شکست در این شاخص ها با آزمون های آماری تشخیص روند من کندال، آزمون شیب خط سن و آزمون تشخیص جهش پتیت بررسی شد.   نتایج و بحث نتایج بیانگر کاهش رویدادهای حدی گرم بر اساس سناریو SSP۱۲۶، کاهش نمایه های مربوط به سرما و روزهای یخبندان (سرد) و افزایش نمایه‎ های حدی گرم براساس سناریو SSP۵۸۵ بوده که در بیشتر مناطق استان مشاهده شد. به طورکلی، نمایه‎ های تعداد روزهای تابستانی (با شیب ۷۰-۴۰ درصد)، شب‎ه ای حاره‎ای (۶۵-۴۵ درصد)، طول دوره گرما (۵۰-۳۰ درصد) و طول دوره رویش (۶۰-۴۰ درصد) به طور قابل ملاحظه افزایش اما نمایه‎ های تعداد روزهای یخبندان ((۲۰-)-(۸۰-))، روزهای یخی ((۱۰-)-(۴۰-)) و طول دوره سرما ((۱۰-)-(۷۰-)) به طور قابل ملاحظه کاهش خواهد یافت. همچنین، نتایج آزمون پتیت، نقطه تغییر افزایشی و کاهشی به ترتیب برای نمایه‎ های حدی گرم و سرد را در دهه ۲۰۴۰ (آینده نزدیک) و ۲۰۸۰ (آینده دور) نشان داده است. بنابراین، به منظور کنترل دماهای حدی و اثرات سوء آن در بخش های مختلف زندگی انسان به ویژه کشاورزی و منابع آب میبایست برنامه های مدیریتی مناسب در جهت نیاز هر منطقه تدوین و اجرا شود.   نتیجه گیری نتایج بیانگر وجود تغییرات ناگهانی برای نمایه های دمایی تحت سناریو بدبینانه بیشتر از دو سناریو دیگر و در نواحی گسترده تری از استان مازندران بود. همچنین، احتمال افزایش ناگهانی نمایه های 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 دوره های آماری آینده مورد مطالعه، نمایه های 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 منطقه ای و جهانی است. افزایش دما به ویژه در ماه های 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 پایین دست حوضه هراز را تحت تاثیر قرار می دهد. از طرفی، تغییرات دمایی در زمستان و ماه های سرد نیز میتواند زمان آغاز ذوب برف حوضه را تحت تاثیر قرار دهد که این عوامل روی دبی اوج سیلاب در پایین دست حوضه تاثیر به سزائی دارد. با توجه به مطالب ذکر شده و ضرورت انجام چنین پژوهش هایی در زمینه های فعالیت های انسانی، مدیریت منابع آب، امنیت غذایی و نیز سلامتی انسان، بررسی تاثیر رویدادهای حدی اقلیمی مبتنی بر دما در سیاست‎ گذاری های آینده در بخش های مختلف ضرورت دارد و جوامع انسانی می بایست 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 می تواند در حل مسائل گریبانگیر زیست محیطی و برنامه ریزی منطقی در جهت کنترل و کاهش این رخدادها موثر واقع شود.

کلیدواژه ها:

تغییر اقلیم ، حوضه آبخیز ، ریزمقیاس نمایی ، فصل رشد ، مکانی-زمانی