نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دکتری تخصصی، گروه مهندسی عمران، واحد شهر قدس، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران.

2 کارشناسی ارشد، دانشکده عمران، دانشگاه تهران، تهران، ایران.

3 کارشناسی ارشد، دانشکده عمران، آب و محیط زیست، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران.

4 دکتری مهندسی عمران، مدیرعامل شرکت آب صنعت انرژی، تهران، ایران.

10.30467/nivar.2021.266357.1177

چکیده

افزایش میزان غلظت گازهای گلخانه‌ای می‌تواند منجر به گرمایش جهانی و وقوع پدیده تغییراقلیم شود. در این تحقیق روند تغییرات بارش و دمای ایستگاه سینوپتیک ورامین در طی دوره زمانی از سال 2021 تا سال 2050 میلادی با استفاده از داده‌های گزارش پنجم تغییراقلیم (CMIP5) مورد بررسی قرار گرفت. یکی از محدودیت‌های عمده در استفاده از خروجی این مدل‌ها، قدرت تفکیک مکانی کم آن‌ها است که به لحاظ مکانی و زمانی با دقت مورد نیاز مدل‌های هیدرولوژیکی مطابقت ندارد. بنابراین از روش ریز مقیاس‌نمایی بوسیله مدل LARS-WG برای رفع این محدودیت استفاده شد. سپس داده‌های دما و بارش، تحت دو سناریوی RCP2.6 و RCP8.5 برای دوره آتی شبیه‌سازی و با دوره پایه مقایسه گردید. با توجه به اثرگذاری دما و بارش بر وضعیت خشکسالی آتی دشت، شاخص خشکسالی دی-مارتن تحت دو سناریو تغییر اقلیم تعیین و با دوره پایه مقایسه گردید. نتایج نشان داد که تغییر اقلیم بر حادتر شدن شرایط حاکم بر منطقه اثرات معنی‌داری دارد که سبب افزایش 3/1 درجه‌ای دما، تغییر در الگوی بارش و تغییرات میزان شاخص خشکی شد. با توجه به نتایج می‌توان بیان کرد که اگرچه روند خشکسالی متاثر از عوامل متعددی است، اما در سایه تغییرات اقلیمی محتمل در آینده احتمال افزایش روند خشکسالی در دشت ورامین به واسطه تغییر در میزان بارندگی و افزایش دما وجود دارد. همچنین هر دو سناریو تغییر اقلیم وضعیت خشک را برای منطقه مورد مطالعه پیش‌بینی کردند

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

The effects of climate change on the drought trend of Varamin plain using De-Martonne index

نویسندگان [English]

  • Hamid reza Azizi 1
  • niloofar nejatian 2
  • Mohamad ali Athari 3
  • seyed shahab hashemi 4

1 Phd, Department of Civil engineering, Shahr-e-Qods Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran.

2 M.Sc, Department of Civil engineering, University of Tehran, Tehran, Iran.

3 M.Sc, Department of Civil engineering, University of Shahid Beheshti, Tehran, Iran.

4 Phd, Civil-Water Recourses management, Ab Sanat energy co Managing Director, Tehran, Iran,

چکیده [English]

Increasing greenhouse gas concentrations can lead to global warming and climate change. In this study, the trend of changes in precipitation and temperature of Varamin synoptic station during the period from 2021 to 2050 AD was investigated using the CMIP5 data of the Fifth IPCC Assessment (AR5). One of the major limitations of using these models is their low spatial resolution, which does not match the accuracy required by hydrological models in terms of space and time. Therefore, downscaling method by LARS-WG model was used to overcome this limitation. Finally, temperature and precipitation data were simulated under two scenarios of RCP2.6 and RCP8.5 for the Future period and compared with the base period. Due to the effect of temperature and precipitation on the future drought status of the plain, De-Martonne drought index was determined under two scenarios of climate change and compared with the base period. The results of the study showed the significant effects of climate change on the aggravation of conditions in the region and consequently a -1/3 degree of centigrade increase in temperature and change in precipitation pattern and changes in drought index. According to the obtained results, it can be stated that although the drought trend is affected by several factors, but in the shadow of possible climate change in the future there is a possibility of increasing the drought trend in Varamin plain, due to changes in rainfall and rising temperatures, so that both climate scenarios also predicted a drought condition for the study area.

کلیدواژه‌ها [English]

  • De-Martonne Index
  • LARS-WG
  • Fifth Climate Change Report
  • Meteorological Variable
  1. منابع

    1. احمدی، م.، آب‌خرابات، ش.، بابائیان، ا.، فرخ زاده اصل، م.، ع. مفیدی و ی. قویدل‌رحیمی، 1394، پیش‌بینی نوسان بارش ماهانه ایران با رویکرد مدل‌سازی پیوند از دور، پنجمین کنفرانس منطقه‌ای تغییر اقلیم، شماره 1012/م/944.
    2. باران‌دوست، خ.، 1391، تغییرات فصلی شارهای گرما و رطوبت از سطح دریای خزر و اثر آن بر سامانه‌های همدیدی با بارش‌های شدید در سواحل جنوبی دریا در دوره 2010-2005، پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات.
    3. باستانفرد، ب.، ف. احمدی‌گیوی و پ. ایران‌نژاد، 1393، تأثیر وافشاری‌های موسمی دریای عرب بر بارش جنوب شرق ایران، شانزدهمین کنفرانس ژئوفیزیک ایران، صفحات 181 تا 185.
    4. پوراصغر، ف.، قائمی، ه.، س. جهانبخش و ب. ساری‌صراف، 1395، تأثیر دمای سطح آب اقیانوس هند بر تغییرات بارش نیمه جنوبی کشور، مجله جغرافیا و برنامه‌ریزی محیطی، سال بیست و هشتم، شماره 2، صفحات 145 تا 166.
    5. ع. پیره و ا. فاتحی، 1390، بررسی میزان توان تأثیرگذاری سیگنال‌های بزرگ‌مقیاس اقلیمی بر بارش نواحی مختلف ایران توسط شبکه‌های عصبی مصنوعی، اولین کنفرانس ملی خشک‌سالی و تغییر اقلیم.
    6. تاج‌الدینی، م.، فاتحی‌مرج، ا.، ع. سلاجقه و م. حسین‌پور، 1390، بررسی ارتباط بین سیگنال‌های اقلیمی و خشک‌سالی هواشناسی در اقلیم‌های خشک استان کرمان، مرکز تحقیقات کم‌آبی و خشک‌سالی در کشاورزی و منابع طبیعی.
    7. جهانبخش، س.، ساری‌صراف، ب.، ه. قائمی و ف. پوراصغر، 1392، بررسی تأثیر پدیده دوقطبی دمایی اقیانوس هند بر تغییرپذیری بارش‌های فصلی استان‌های جنوبی کشور، فصل‌نامه تحقیقات جغرافیایی، سال بیست و ششم، شماره 4، صفحات 27 تا 46.
    8. چوبین، ب.، ش. خلیقی‌سیگارودیو آ. ملکیان، 1392، بررسی تأثیر سیگنال‌های بزرگ‌مقیاس اقلیمی بر بارش فصلی حوزه آبخیز مهارلو-بختگان، مرتع و آبخیزداری، مجله منابع طبیعی ایران، دوره شصت و نهم، شماره 1، صفحات 51 تا 63.
    9. حجازی‌زاده، ز.، فتاحی، ا.، م. سلیقه و ف، ارسلانی، 1392، بررسی تأثیر سیگنال‌های اقلیمی پر بارش ناحیه مرکزی ایران با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی، نشریه تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی، سال سیزدهم، شماره 29، صفحات 75 تا 89.
    10. حسینی، س، م.، س. ا. مسعودیان و س. موحدی، 1393، بررسی هم‌زمانی رخداد پرفشار دریای سیاه و بارش روزانه در ایران‌زمین، فصلنامه تحقیقات جغرافیایی، سال سی‌ام، شماره 1، صفحات 1 تا 16.
    11. خسروی، م.، م. سلیقه و ب. صباغی، 1389، تأثیر آنومالی‌های دمای سطح دریای عمان بر بارندگی فصول پاییز و زمستان سواحل جنوب شرقی ایران، نشریه علمی-پژوهشی جغرافیا و برنامه‌ریزی (دانشگاه تبریز)، سال شانزدهم، شماره 37، صفحات 59 تا 81.
    12. ع. م. خورشید‌دوست و ی. قویدل‌رحیمی، 1387، آشکارسازی تغییرات بارش ماهانه ایستگاه اهر در ارتباط با الگوهای پیوند از دور، فصل‌نامه جغرافیایی سرزمین، علمی-پژوهشی، 5(2):65-82.
    13. م. دارند و ه. رحمانی، 1397، واکاوی نقش سیگنال‌های اقلیمی بر بارش استان کردستان، فصلنامه علمی پژوهشی فضای جغرافیایی، سال هجدهم، شماره 63، صفحات 249 تا 272.
    14. رسولی، ع، ا.، بابائیان، ا.، ه. قائمی و پ. زواررضا، 1389، ارتباط بارش‌های فصلی ایران و دمای پهنه‌های آبی منطقه‌ای، نشریه پژوهش‌های اقلیم‌شناسی، سال دوم، شماره 5 تا 6، صفحات 69 تا 92.
    15. رضایی‌بنفشه، م.، جهانبخش، س.، م. بیاتی‌خطیبی و ب. زینالی، 1389، پیش‌بینی بارش پاییزه و زمستانه نیمه غربی ایران با استفاده از SST مدیترانه در فصل تابستان و پاییز، پژوهش‌های جغرافیای طبیعی، شماره 74، صفحات 47 تا 62.
    16. م. رضایی و ه. معماریان، 1394، کاربرد سری‌های زمانی بارش و نمایه‌های آماری اقلیمی در پیش‌بینی خشک‌سالی به کمک شبکه CANFIS (مطالعه موردی: بیرجند_خراسان جنوبی)، دوفصلنامه علمی_پژوهشی خشک بوم، سال پنجم، شماره 2، صفحات 51 تا 67.
    17. ع. رنجبر سعادت‌آبادی و پ. ایزدی، 1392، ارتباط ناهنجاری‌های دمای آب سطح اقیانوس هند و دریای عرب با ناهنجاری‌های بارش نیمه جنوبی ایران، مجله فیزیک زمین و فضا، سال سی و نهم، شماره 4، صفحات 135 تا 157.
    18. ع. رنجبر سعادت‌آبادی و م. سوری، 1394، مطالعه ناهنجاری گردش‌های جوی همراه شده با فعالیت نوسان مادن-جولیان و بارش زمستانه ایران، مجله ژئوفیزیک ایران، سال یازدهم، شماره 1، صفحات 49 تا 65.
    19. زینالی، ب.، 1388، تأثیر نوسان‌های دمای سطح آب دریاچه مدیترانه بر بارش‌های شمال غرب و غرب ایران، دانشکده علوم انسانی و اجتماعی گروه جغرافیای طبیعی، پایان‌نامه کارشناسی ارشد (دانشگاه تبریز).
    20. شیرمحمدی، ز.، خانی، ع، ا.، انصاری، ح.، ا. علیزاده و آ. محمدیان، 1390، بررسی ارتباط پدیده انسو با مقادیر حدی بارش‌های فصلی در استان‌های خراسان، مجله پژوهش‌های حفاظت آب و خاک، سال نوزدهم، شماره 1، صفحات 61 تا 80.
    21. ب. صلاحی و ز. حاجی‌زاده، 1392، تحلیلی بر رابطه زمانی نوسان اطلس شمالی و شاخص‌های دمای سطحی اقیانوس اطلس با تغییر‌پذیری بارش و دمای استان لرستان، فصل‌نامه تحقیقات جغرافیایی، سال بیست و هشتم، شماره 2، صفحات 119 تا 130.
    22. عراقی‌نژاد، ش.، ف. شعبان‌پور و س. جمالی، 1395، تحلیل داده مبنای تأثیر پدیده النینو بر بارش سالانه ایران، ششمین کنفرانس ملی مدیریت منابع آب ایران.
    23. ﻋﺮﻓﺎﻧﻴﺎن، م.، ح. انصاری و ا. علیزاده، 1391، پیش‌بینی بارش و دمای متوسط ماهانه با استفاده از الگو‌های پیوند از دور به کمک شبکه عصبی مصنوعی (مطالعه موردی: ایستگاه سینوپتیک مشهد)، ﻣﻄﺎﻟﻌﺎت ﺟﻐﺮاﻓﻴﺎﻳﻲ ﻣﻨﺎﻃﻖ ﺧﺸﻚ، سال سوم، شماره 11، صفحات 53 تا 73.
    24. عزیزی، ق.، ت. چهره‌آرا و ط. صفرزاد، 1393، اثر هم‌زمان فازهای NAO و SOI بر آب و هوای ایران، جغرافیا و پایداری محیط، شماره 12، صفحات 43 تا 56.
    25. عساکره، ح.، ف. خوش‌اخلاق و ز. شاه‌محمدی، 1395، استخراج الگوهای همدید توأم با فاز مثبت نوسانات اطلس شمالی (NAO) و تأثیر آن بر بارش زمستانه ایران، نشریه هیدرو ژئومورفولوژی، شماره 9، صفحات 113 تا 137.
    26. غلامی‌رستم، م.، س. ج. ساداتی‌نژاد و آ. ملکیان، 1397، بررسی مطالعات انجام‌شده درباره تأثیر الگوهای دورپیوندی بر اقلیم ایران (1393-1378)، مجله علمی و ترویجی نیوار، شماره 102 تا 103، صفحات 73 تا 88.
    27. فتح‌نیا، ا، ا.، م. احمدی و ر. یاری، 1396، بررسی ارتباط دمای سطح آب شمال اقیانوس هند با بارش‌های فصلی ایران، فصل‌نامه جغرافیای طبیعی، سال دهم، شماره 38، صفحات 117 تا 133.
    28. فرج‌زاده اصل، م.، احمدی، م.، علیجانی، ب.، قویدل‌رحیمی، ی.، ع. مفیدی و ا. بابائیان، 1392، بررسی وردایی الگوهای پیوند از دور و اثر آن‌ها بر بارش ایران، نشریه پژوهش‌های اقلیم‌شناسی، سال چهارم، شماره 15 تا 16، صفحات 31 تا 45.
    29. ف. قاضی‌پور و ن. مهجوری‌مجد، 1396، پیش‌بینی بلندمدت خشک‌سالی با استفاده از مدل‌های تلفیق داده و بررسی تأثیر سیگنال‌های بزرگ‌مقیاس اقلیمی، پنجمین کنفرانس ملی پژوهش‌های کاربردی و مهندسی عمران، معماری و مدیریت شهری.
    30. ز. گرگانی‌نژاد مشیری و ا. بذرافشان، 1397، واکاوی اثر سیگنال‌های اقلیمی بر بارش دوره‌های خشک و تر (مطالعه موردی: بخشی از حوزه آبخیز خلیج فارس و دریای عمان)، مجله فیزیک زمین و فضا، سال چهل و چهارم، شماره 2، صفحات 333 تا 349.
    31. لکزاشکور، ق.، غ. روشن و ا. شاهکویی، 1396، واسنجی اثر الگوها و شاخص‌های پیوند از دور بر رخداد خشک‌سالی‌های استان گلستان، فصلنامه برنامه‌ریزی منطقه‌ای، سال هشتم، شماره 29، صفحات 107 تا 124.
    32. محمدنژاد، ع.، ف. احمدی‌گیوی و پ. ایران‌نژاد، 1388، اثر بازه‌های نوسان سالانه کمربند پرفشار جنب حاره و پرفشار سیبری بر چرخندزایی مدیترانه و بارش ایران، مجله فیزیک زمین و فضا، سال سی و پنجم، شماره 4، صفحات 115 تا 130.
    33. محمدی، م.، کرمی، ح.، س. فرزین و ع. فرخی، 1395، پیش‌بینی بارش ماهانه بر اساس سیگنال‌های بزرگ‌مقیاس اقلیمی با به‌کارگیری مدل‌های هوشمند و رگرسیون خطی چندگانه (مطالعۀ موردی: ایستگاه سینوپتیک سمنان)، نشریه اکوهیدرولوژی، سال چهارم، شماره 1، صفحات 201 تا 214.
    34. مسعودیان، س. ا.، 1384، تأثیر انسو بر بارش ایران، مجله جغرافیا و توسعه ناحیه‌ای، شماره 4، صفحات 73 تا 82.
    35. ملاحی، س.، 1391، اثر بی‌هنجاری‌های دمای سطح دریا در اقیانوس هند و دریای عرب بر بارش‌های موسمی جنوب شرق ایران، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات دانشکده علوم پایه، گروه هواشناسی، پایان‌نامه کارشناسی ارشد.
    36. مهرآور، ص.، ح. قائدامینی و س.م.ج. ناظم‌السادات، 1397، بررسی پیوند نوسان‌های مادن-جولیان با النینو-نوسان‌های جنوبی و بازخورد آن بر بارش‌های پاییزه استان فارس، مجله ژئوفیزیک ایران، سال دوم، شماره 2، صفحات 109 تا 126.
    37. س. م. ج. ناظم‌السادات و ا. ر. قاسمی، 1383، تأثیر نوسان‌های دمای سطح آب دریای خزر بر بارش فصول زمستان و بهار نواحی شمالی و جنوب غربی ایران، علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی، سال هشتم، شماره 4، صفحات 1 تا 14.
    38. ناظم‌السادات، م، ج.، ن. سامانی و م. مولایی‌نیکو، 1384، تغییر اقلیم در جنوب و جنوب غربی ایران از دیدگاه مشاهدات بارش، برهمکنش با پدیده النینو نوسانات جنوبی، مجله علمی کشاورزی، 28(2):81-97.
    39. ناظم‌السادات، م، ج.، ح. قائدامینی، 1387، بررسی تأثیر نوسانات مادن جولیان بر وقوع کرانه‌ بالایی و پایینی بارش (سیلاب و خشکی) ماه‌های بهمن تا فروردین در استان فارس. مجله علوم آب و خاک.; ۱۲ (۴۶) :۴۷۷-۴۸۹.
    40. ناظم‌السادات، م، ج.، ح. قائدامینی، 1390، ارزیابی تأثیر پدیده مادن جولیان (MJO) بر رخداد دوره‌های خشک و تر در استان فارس. مجله علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی، علوم آب و خاک، سال پانزدهم، شماره 55.
    41. ناظم‌السادات، م، ج.، ک. شاهقلیان، 1393، چگونگی پدیداری سامانه‌های بارش‌زای سنگین در جنوب غربی ایران و پیوند آن با پدیده MJO. نشریه آب و خاک، جلد 28، شماره 5، ص 1072‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍-1083.
    42. ناظم‌السادات، م، ج.، آ. رستم‌پور و ک. شاهقلیان، 1395، الگوهای همدیدی در دوران همراه و بدون بارش هم‌زمان با چیرگی فاز 1 پدیده MJO: مطالعه موردی جنوب باختری ایران، مجله ژئوفیزیک ایران، جلد 10، شماره 1، ص 87-736.
    43. یاراحمدی، د.، ق. عزیزی، 1386، تحلیل چند متغیره ارتباط میزان بارش فصلی ایران و شاخص‌های اقلیمی. پژوهش‌های جغرافیایی، شماره 62، زمستان 1386، ص 161-174.

    44. Biabanaki, M., Eslamian, S., AbediKoupai, J., Cañón, J., G. Boni and M. Gheysari, 2014, A principal components/singular spectrum analysis approach to ENSO and PDO influences on rainfall in western Iran, Hydrology Research, Vol. 45, PP. 250-262.

    45. Gheiby and M.Noorafshan, 2012, Case study: ENSO events, rainfall variability and the potential of SOI for the seasonal precipitation predictions in Iran, American Journal of Climate Change, Vol. 2, PP. 34-45.

    46. Pourashghar, F., Tozuka, T., Jahanbakhsh, S., SariSarraf, B., H.Ghaemi and T. Yamagata, 2012, The interannual precipitation variability in the southern part of Iran as linked to large-scale climate modes, Springer-Verlag, Vol, 39, PP. 23-29.

    47. F. Pourasghar, T. Tozuka, H. Ghaemi, P. Oettli, S. Jananbakhsh, and T. Yamagata, “Influences of the MJO on intraseasonal rainfall variability over southern Iran,” Atmos. Sci. Lett., vol. 16, pp. 110–118, 2015

    48. Roghani, R., S.Soltani and H. Bashari, 2015, Influence of southern oscillation on autumn rainfall in Iran (1951–2011), Springer-Verlag Wien, Vol. 124, PP. 411-423.

    49. Salehizadeh, A.A., Benshams, A., M. Rahmanian and M. Khodagholi, 2015, A study on ENSO phenomenon relationship with Fasa’s precipitation, Fasa, Iran, Applied Ecology and Environmental Sciences, Vol. 3, PP. 158-162.

    50. M. Saligheh and F. Sayadi, 2017, Summer precipitation determinant factors of Iran's South-East, Natural Environment Change, Vol. 3, PP. 59-72.

    51. A. Soltani and M. Gholipoor, 2006, Teleconnections between ElNino/Southern Oscillation and rainfall and temprature in Iran, International Journal of Agricultural Research, Vol. 1, PP. 603-608.

    52. Nazemosadat, M. J., and H. Ghaedamini, 2010: On the Relationships between the Madden–Julian Oscillation and Precipitation Variability in Southern Iran and the Arabian Peninsula: Atmospheric Circulation Analysis.J. Climate,23, 887–904.