ارزیابی اثرات تغییر اقلیم بر خشکسالی های دهه های آتی در حوزه آبخیز ارس تحت مدل CMIP۶

مقدمه حیات انسانی دائما تحت تاثیر انواع مخاطرات طبیعی قرار دارد که برخی از آن ها برآمده از پیشامدهای آب و هوایی و گرمایش جهانی است. ارزشمندی این مسئله به اندازه ای است که هیئت بین الدول تغییر اقلیم تاسیس شده تا دگرگونی های اقلیمی را در سطح جهانی مطالعه کند و نقش فعالیت بشر را در این مورد ارزیابی کند. یکی از پیامدهای تغییر اقلیم، وقوع رخدادهای حدی نظیر خشکسالی است. در واقع با رخداد تغییر اقلیم، شدت و فراوانی خشکسالی نیز پیچیده تر می شود و به دلیل نقش حیاتی آب در زندگی انسان، تولیدات کشاورزی و محیط زیست، ارزیابی تاثیرات سوء آن بر وقوع و شدت خشکسالی ها اهمیت زیادی دارد. دلیل اصلی پدید آمدن خشکسالی ها نیز نوسانات در مولفه های اقلیمی ازجمله کمبود بارش و افزایش دما است.   مواد و روش ها پژوهش حاضر با هدف پیش بینی خشکسالی در ایستگاه های اردبیل، اهر، پارس آباد، جلفا، خوی و ماکو واقع در حوزه آبخیز رودخانه ارس انجام شده است. برای این منظور، دقت مدل گردش عمومی هیئت بین الدول تغییر اقلیم (CMIP۶) مورد ارزیابی قرار گرفت. مدل های اقلیمی مورد استفاده در این پژوهش برای پیش نگری داده بارش طی دوره آینده (۲۰۴۳-۲۰۲۴) شامل مدل های CanESM۵، NorESM۲-MM و MPI-ESM۱-۲-HR تحت سناریوهای انتشار خوش بینانه (SSP۱-۲.۶) و بدبینانه (SSP۵-۸.۵) هستند. آنگاه با استفاده از شاخص بارش استانداردشده (SPI)، ویژگی های خشکسالی در مقیاس سالانه طی دوره پایه (۲۰۱۴-۱۹۸۵) با دوره آینده مورد سنجش قرار گرفت. سپس صحت سنجی مدل ها با استفاده از سنجه های R۲، RMSE و NSE انجام و در نهایت با داده های تولید شده بارش، شاخص خشکسالی SPI از لحاظ شدت و فراوانی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت.   نتایج و بحث ارزیابی مدل ها با سنجه های خطاسنجی مختلف نشان داد که در شبیه سازی بارش ایستگاه های مورد مطالعه، مدل CanESM۵ بهترین عملکرد را نسبت به سایر مدل ها دارد. مقایسه مدل ها و سناریوهای استفاده شده در این پژوهش نشان داد که بر مبنای خروجی مدل MPI-ESM۱-۲-HR، شدت خشکسالی ها و تحت مدل CanESM۵، فراوانی خشکسالی ها نسبت به سایر مدل ها بیشتر شده است. همچنین نتایج نشان داد که در بدبینانه ترین حالت ممکن، تعداد و شدت دوره های خشک نسبت به سناریوی خوش بینانه افزایش خواهد داشت. طبق نتایج حاصل از این پژوهش، دوره های دارای وضعیت نرمال کاهش یافته و به تعداد و فراوانی دوره های دارای وضعیت خشک افزوده شده که ناشی از پیامدهای تغییر اقلیم در محدوده مورد بررسی است. همچنین، فراوانی و شدت ترسالی ها هم به مقدار اندکی نسبت به دوره مورد نظارت افزایش داشته است. بنابراین، تغییرات اقلیمی تا اندازه قابل قبولی بر وضعیت خشکسالی حوزه رود ارس در آینده اثر دارد.   نتیجه گیری در مجموع می توان بیان کرد، آگاهی از میزان تغییرات بارش و منابع آب به دلیل مصارف گوناگون آن برای کشاورزی، شرب و صنعت از ارزشمندی فراوانی برخوردار است. در حالت کلی می توان اظهار داشت که قدرت مدل های اقلیمی دوره آینده بنا به آب و هوای هر گستره، ماه و متغیر اقلیمی پیش نگری شده مختلف است. حوضه رود ارس، به علت انجام فعالیت های کشاورزی بیش از ظرفیت و مصرف آب در بخش های مختلف کشاورزی در معرض کاهش منابع آبی قرارگرفته است. بنابراین، پژوهش حاضر تلاشی به منظور بررسی تاثیر تغییر اقلیم بر شدت و فراوانی خشکسالی حوزه رود ارس بود که می تواند سیاست های هوشمندانه در مورد مدیریت با پابرجا منابع آب و زمین را ساده نماید. نتایج این پژوهش بر مبنای مدل های اقلیمی مورد استفاده، وقوع تغییر اقلیم و به خصوص تکرار خشکسالی ها را در ایستگاه های مورد بررسی تایید می کند. استفاده از مدل های اقلیمی متعدد، به عنوان معتبرترین ابزار تولید سناریوهای اقلیمی، پیش بینی ها و مهم تر از آن عدم قطعیت ها را در شرایط اقلیمی آینده بهتر ارزیابی می کند و به برنامه ریزان و تصمیم گیران کمک می کند تا برای مقابله با اثرات سوء خشکسالی در بخش های مختلف منابع آب و کشاورزی نظارت بهتری داشته باشند و نیز برنامه ریزی های قبل از وقوع بحران جهت کاهش خسارات در منطقه را آسان تر می کند.

کلیدواژه ها:

اقلیم ، دره رود ارس ، شاخص خشکسالی SPI ، گرمایش جهانی ، مدل های GCM