بررسی روند خشکسالی تحت شرایط تغییر اقلیم در دوره آتی با استفاده از گزارش ششم IPCC (مطالعه موردی: ایستگاه سینوپتیک قاین)

چکیده مبسوطمقدمه: پدیده تغییر اقلیم به عنوان یکی از دلایل افزایش گاز های گلخانه ای تاثیر زیادی بر پدیده های حدی مانند سیل و خشکسالی دارد. لذا بررسی تاثیر تغییرات اقلیمی بر پدیده های حدی جهت برنامه­ریزی و مدیریت منابع آب در دوره های آتی از اهمیت خاصی برخوردار است. خشکسالی و تاثیر آن بر منابع طبیعی، تولیدات کشاورزی، توسعه اقتصادی و اجتماعی یکی از چالش های اساسی ایران و جهان است و از آنجا که خشکسالی بخش های مختلف جامعه مانند منابع آب، کشاورزی، صنعت، و غیره را تحت تاثیر قرار می­دهد، پایش و ارزیابی این پدیده در حال و آینده به منظور برنامه­ریزی مناسب در بخش­های مختلف جامعه امری ضروری و حائز اهمیت است. با توجه به اینکه در پژوهش های قبلی تنها از یک مدل AOGCM و عمدتا با استفاده از گزارش های چهارم یا پنجم صورت گرفته است، در این تحقیق ضمن استفاده از مدل های گزارش ششم، از پنج مدل اقلیمی CMIP۶ استفاده شده است. لذا در این تحقیق به پیش نگری خشکسالی تحت شرایط تغییر اقلیم با استفاده از پنج مدل اقلیمی و دو سناریوی انتشار در ایستگاه سینوپتیک قاین پرداخته شد. مواد و روش ­ها: در این تحقیق از ترکیب پنج مدل بزرگ مقیاس شامل ACCESS-ESM۱-۵،CNRM-CM۶-۱ ،HadGEM۳-GC۳۱- LL ، MRI-ESM۲-۰ و MPI ESM ۱-۲ –L-R و دو سناریوی SSP۵.۸-۵ (سناریوی بدبینانه) و SSP۲.۴-۵ (سناریوی حد واسط) و روش ریزمقیاس نمایی آماری LARS-WG استفاده شد. ابتدا با استفاده از داده های پایه، مدل LARS-WG مورد ارزیابی قرارگرفته و پس از واسنجی و صحت سنجی مدل، پارامتر های دما و بارش برای دوره آتی تولید شدند؛ سپس شاخص های خشکسالی SPEI و SPI در دوره پایه (۱۹۹۰-۲۰۲۰) و دوره آتی (۲۰۲۵-۲۰۵۵) محاسبه و تحلیل گردید. نتایج و بحث: مقادیر bR۲ برای دمای کمینه و بیشینه مقدار ۹۹/۰ به دست آمد و مقادیر RMSE  برای دمای کمینه و بیشینه به ترتیب  ۳۰۸/۰ و۳۸۴/۰ درجه سانتی گراد و ضریب نش ساتکلیف برای دمای کمینه و بیشینه ۹۹۸/۰ به دست آمد که نشانگر دقت بالای مدل در ریزمقیاس­نمائی دمای کمینه و بیشینه می­باشد. برای متغیر بارش مقدار bR۲ برابر ۷۴/۰ و مقدار RMSE برابر ۰۰۱/۴ میلی­متر و ضریب نش ساتکلیف ۸۳۴/۰ به دست آمد که نشانگر عملکرد خوب مدل در ریزمقیاس­سازی داده های بارش دوره پایه می­باشد. پیش­نگری دوره آتی نشان داد که مقدار بارش بسته به سناریوی انتشار و ماه مدنظر افزایش یا کاهش دارد و دمای میانگین ریزمقیاس­سازی شده در هر دو سناریو نسبت به دوره پایه روند صعودی دارد. بر اساس شاخص  SPIدر مقیاس ۱۲ ماهه، تعداد ماه­های خشک و مرطوب نسبت به دوره پایه افزایش و تعداد ماه­های نرمال در دوره آتی بر اساس سناریوهای SSP۲.۴-۵ و SSP۵.۸-۵ نسبت به دوره پایه کاهش داشته است در حالی که بر اساس شاخص SPEI تعداد ماه­های خشک در دوره آتی بر اساس هر دو سناریو نسبت به دوره پایه کاهش و تعداد ماه­های مرطوب در دوره آتی نسبت به دوره پایه تغییر چندانی نداشته و به میزان یک ماه افزایش داشت. نتیجه گیری: مدل LARS-WG داری عملکرد مناسبی در ریزمقیاس­سازی بارش و دما برای دوره آتی می­باشد که بر اساس نتایج آن دمای میانگین ریزمقیاس سازی­شده در هر دو سناریو نسبت به دوره پایه روند افزایشی دارد. مقدار بارش بسته به سناریو و ماه مدنظر افزایش یا کاهش داشت. نتایج نشان داد افزایش تداوم خشکسالی و فراوانی دوره های خشک و مرطوب به­ترتیب با افزایش مقیاس های زمانی رابطه مستقیم و معکوس دارد و با افزایش مقیاس زمانی فراوانی دوره های خشک و مرطوب کاهش و تداوم این دوره­ها افزایش می یابد. همچنین در دوره آتی (۲۰۵۵-۲۰۲۵) تکرار دوره های خشکسالی ها باتداوم بالا نسبت به دوره پایه دارای روند کاهشی است و تعداد ماه­های خشک در دوره آتی بر اساس هر دو سناریوی مورد بررسی نسبت به دوره پایه به طور قابل توجهی کمتر شده و تعداد ماه های نرمال و مرطوب در دوره آتی نسبت به دوره پایه کمی افزایش را نشان می دهند. شدیدترین خشکسالی با تداوم زیاد در دوره آتی از سال ۲۰۴۵ تا ۲۰۵۵ پیش­نگری می­شود.

کلیدواژه ها:

دما ، بارش ، اجرای گروهی ، ریزمقیاس نمایی ، LARS-WG ، SPI ، SPEI