پیش بینی جریان تحت تاثیر تغییر اقلیم بر اساس خروجی ترکیبی مدل های CMIP۶ (مطالعه موردی: سد دز)

چکیده مبسوطمقدمه: رواناب سطحی، یکی از دلایل عمده در فرسایش، رسوب­گذاری و کاهش کیفیت آب رودخانه است؛ بنابراین، پیش­بینی پاسخ حوضه به رویدادهای بارش مهم است. انتخاب یک مدل بارش رواناب مناسب برای حوضه از جهت بهره­وری برنامه­ریزی و مدیریت منابع آب مهم است. از طرفی افزایش گازهای گلخانه­ای می­تواند تاثیرات منفی زیادی بر کلیه سیستم­هایی که در کنش با سیستم اقلیم می­باشند، بگذارد. در این پژوهش، اثر تغییرات شاخص­های بارش و دما با استفاده از روش ریزمقیاس سازی BCSD (روش جداسازی فضایی تصحیح اریبی) بر اساس ترکیبی از خروجی مدل­هایAOGCM  گزارش ششم IPCC تحت دو سناریوی انتشار SSP۲۴۵ و  SSP۵۸۵به مقیاس محلی مدنظر و تولید سناریوهای تغییر اقلیم آتی و هم­چنین، شبیه­سازی رواناب ورودی به مخزن بر اساس سناریوهای اقلیمی به­منظور تولید آورد رودخانه به مخزن سد دز واقع در استان خوزستان بررسی شد.مواد و روش­ها: برای بررسی اثرات تغییر اقلیم روی جریان در ایستگاه مطالعاتی سد دز، از خروجی ۶ مدل AOGCM مربوط به ششمین گزارش ارزیابی IPCC از پایگاه داده­ای CMIP۶ دریافت شده و با استفاده از ArcGIS۱۰.۸.۲ اطلاعات منطقه موردنظر استخراج شد. سپس با انجام فرآیند معیارهای ارزیابی مدل­ها نسبت به یکدیگر، مدلی که دارای عملکرد مناسب­تری بود انتخاب و در نهایت سناریوهای آینده برای این مدل در نظر گرفته شد. خروجی این مدل­ها شامل دما و بارش برای دوره پایه ۲۰۲۰-۱۹۹۱ و دوره آتی ۲۰۵۹-۲۰۳۰ و تحت دو سناریویSSP۲۴۵  و SSP۵۸۵ استخراج شدند. هم­چنین، شبیه­سازی رواناب ورودی به مخزن بر اساس سناریوهای اقلیمی آتی به­منظور تولید آورد رودخانه به مخزن سد دز در استان خوزستان است. بحث و نتایج: نتایج نشان داد که مدل ترکیبی نسبت به ۶ مدل منفرد دیگر عملکرد بهتری دارد و تناسب بیشتری با داده­های مشاهداتی دارد. هم­چنین، کاهش بارندگی در اغلب ماه­ها در سناریوی SSP۲۴۵ بیشتر از SSP۵۸۵ است. افزایش دما در ماه­های گرم سال بیشتر از ماه­های سرد سال اتفاق می­افتد. هم­چنین، بر اساس نتایج، مدل IHACRES توانایی مناسبی در شبیه­سازی جریان در دوره­های مرطوب یا به عبارتی دبی­های بالا داشته است، این در حالی است که در مورد دبی­های کم جریان این تطابق کمتر است. نتایج نشان می­دهد که بیشترین میزان افزایش رواناب در هر دو سناریو نسبت به دوره مشاهداتی در ماه فوریه (۱۲ بهمن تا ۱۰ اسفند) به میزان ۲۰/۲۴۸ مترمکعب بر ثانیه در سناریوی SSP۵۸۵ و کمترین میزان آن در ماه ژانویه (۱۱ دی تا ۱۱ بهمن) به میزان ۲۶/۱۹۴ مترمکعب بر ثانیه در سناریوی SSP۲۴۵ است.نتیجه­گیری: در این پژوهش از جدیدترین سناریوهای انتشار که در گزارش ششم IPCC تدوین شده و تطابق­پذیری مناسب­تری با شرایط اقلیمی کره­زمین دارد استفاده شد. نتایج نشان داد که مدل ترکیبی نسبت به ۶ مدل منفرد دیگر عملکرد بهتری دارد؛ بنابراین مدل ترکیبی جهت چشم­انداز پارامترهای اقلیمی منطقه مورد مطالعه تحت دو سناریوی انتشار SSP۲۴۵ و SSP۵۸۵ در دوره آینده (۲۰۳۰-۲۰۵۹) استفاده شد. هم­چنین، نتایج نشان داد که بیشترین میزان بارندگی در ماه­های زمستان رخ می­دهد. دما در اکثر ماه­ها در هر دو سناریو نسبت به دوره مشاهده افزایش یافته است. بنابراین با بررسی نتایج مشخص شد که بین مقادیر اندازه گیری شده و پیش بینی شده همخوانی خوبی وجود دارد و مدل BCSD عملکرد خوبی برای شبیه سازی بارش و دما در ایستگاه سد دز دارد و می توان از آن برای تخمین استفاده کرد. هم­چنین بر اساس نتایج، مدل IHACRES توانایی خوبی در شبیه سازی جریان در دوره های مرطوب یا به عبارتی دبی های بالا دارد، درحالی­که در دبی های پایین، این سازگاری کمتر است. بررسی تاثیر تغییر اقلیم بر منابع آب زیرزمینی و عمر مفید سد برای مدیریت منابع آب ضروری است. نتایج این تحقیق می­تواند در تحلیل خشکسالی­ها، کنترل سیلاب­های مخرب، تخصیص منابع آب سطحی و زیرزمینی، افزایش تنظیم آب برای شرب و کشاورزی، تحلیل خشکسالی و مدیریت جامع منابع آب در سطح حوضه مفید باشد.

کلیدواژه ها:

ریزمقیاس نمائی ، سناریوهای انتشار ، BCSD ، CMIP۶ ، SSP