تحلیل زمانی- مکانی شدت خشکسالی در دوره‌های آتی تحت ﺗﺄثیر تغییر اقلیم با استفاده از مدل (CGCM3) در استان اصفهان

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، گروه هواشناسی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات تهران

2 استادیار، گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، دانشکده کشاورزی ومنابع طبیعی، دانشگاه تهران، تهران، ایران

چکیده

طبق مطالعات مرکز پیش‌بینی و تحقیقات اقلیم هدلی در قرن 21 به دلیل گرمایش جهانی، خشکسالی‌های فراگیر و شدید، زندگی میلیون‌ها نفر در سراسر کره زمین را تهدید خواهد نمود. از آنجا که خشکسالی، بخش‌های مختلف جامعه را تحت تاثیر قرار می‌دهد، لذا پایش و ارزیابی این بلیه در آینده به منظور برنامه‌ریزی صحیح، امری ضروری است. در این تحقیق، شدت خشکسالی تحت شرایط اقلیم آتی با اقلیم فعلی در ایستگاه‌های منتخب استان اصفهان مقایسه شده است. به این منظور، ابتدا داده‌های بارندگی برای دوره‌های آتی در ایستگاه‌های منتخب استان اصفهان با استفاده از مدل گردش عمومی جو (CGCM3) و تحت سناریوی A2 به کمک روش ضریب تغییر ریزمقیاس نمایی شد. در مرحله بعد، شاخص استاندارد بارش(SPI) در دو مقیاس زمانی 3و 6 ماهه، برای دوره‌ی پایه (2000-1971) و دوره‌های 2040-2011،2070-2041و 2100-2071 تحت سناریوی انتشار، در ایستگاه‌های منتخب استان اصفهان محاسبه شد. سپس مشخصه‌ شدت خشکسالی در دوره پایه و دوره‌های آتی استخراج و نسبت شدت خشکسالی در دوره‌های آتی در مقایسه با دوره پایه در همه ایستگاه‌ها در دوره بازگشت‌های مختلف محاسبه شد. در نهایت، این نسبت‌ها با استفاده از روش عکس مجذور فاصله بر پهنه استان اصفهان ترسیم گردید. نتایج نشان داد به طورکلی در دوره‌های آینده نسبت شدت خشکسالی در مقایسه با گذشته به ازای دوره بازگشت‌های مختلف کاهش می‌یابد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Spatiotemporal Analysis of Drought Severity in the Future under Climate Change Scenarios of CGCM3 in the Province of Isfahan

نویسندگان [English]

  • sahar zirakzadeh 1
  • javad bazrafshan 2
چکیده [English]

According to the Hadley center for climate prediction and research, it has been predicted that the severe and extensive droughts threaten the lives of millions of people on the earth due to the global warming in 21st century. Since the drought affects different activities like water resources, agriculture, economy, industry, and health, so investigation and evaluation of this disaster in the future is necessary for planning to cope with its impacts in different parts of the society. The purpose of this research is to compare the intensity of droughts under future climate conditions with current climate in the selected stations of the Isfahan province. For fulfilling this aim, at first, precipitation data for future periods in the selected stations of the Isfahan province were downscaled using change factor technique under scenario A2 of CGCM3. In the next step, the Standardized Precipitation Index (SPI) in two time scales of 3and6 months were estimated for four periods including 1971-2000(base period), 2011-2040, 2041-2070, 2071-2100 (for future periods). Severity of droughts in the base period and the future periods were extracted. The ratio of droughts severity in the future periods to the base period for different return periods were calculated in all stations. Finally, these ratios were interpolated by using the squared inverse distance method on the Isfahan province. Results showed that the ratio of drought severity in the future periods in comparison to the current climate will decrease at different return periods

کلیدواژه‌ها [English]

  • Climate change
  • SPI
  • intensity of droughts
  • Isfahan

 

1-     خلیلی، ع. و بذرافشان، ج. 1388. تحلیل شدت و گستره خشکسالی‌های ایران در دوره اقلیمی 2003-1965. کنفرانس ملی بحران آب در کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد شهر ری، آبان ماه، تهران.

2-     رضییی، ط.، شکوهی، ع.، ثقفیان، ب. 1382. پیش‌بینی شدت،تداوم و فراوانی خشکسالی با استفاده از روش‌های احتمالاتی و سری‌های زمانی-مطالعه موردی استان سیستان و بلوچستان، مجله بیابان، جلد8، شماره 2

3- صمدی نقاب، س. 1385. پیش‌بینی خشکسالی با روش ریزگردانی خروجی الگوهای (GCM)، مجله جغرافیا و توسعه ناحیه‌ای، شماره هشتم.

4- عباسی، ف.، ملبوسی، ش.، بابائیان، ا.، اثمری، م. و برهانی، ر. 1389. ارزیابی تاثیر گرمایش جهانی بر مشخصه‌های خشکسالی کشاورزی ایران در طی قرن بیست و یکم (مطالعه موردی:چندنمونه اقلیمی). مجله آب‌وخاک، جلد 24، شماره 2.

5- مریانجی، ز. و اوحدی، د. 1387، مطالعه پراکندگی خشکسالی های استان اصفهان و پیش بینی زمانی دوره برگشت‌های آن با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی(GIS) ، مقاله سمینار کنفرانس مدیریت منابع آب

6- مساح بوانی، ع.، ر. و مرید، س. 1384. اثرات تغییراقلیم بر جریان رودخانه زاینده رود اصفهان. مجله علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی. 9(4):17-28.

7- نوغان کار، ه. 1390. ارزیابی تاثیر گرمایش جهانی بر مشخصه‌های خشکسالی کشاورزی ایران در طی قرن بیست و یکم (مطالعه موردی چند نمونه اقلیمی)، پایان‌نامه کارشناسی ارشد، گروه هواشناسی کشاورزی، دانشگاه تهران.

8- هاشمی‌دوین، م. و آهنگرزاده، ز. 1392. پایش خشکسالی هواشناسی استان خراسان شمالی در محیط GIS. نخستین کنفرانس ملی آب‌و‌هواشناسی ایران.

9- Wang, Y. Q. Leung L. R. McGregor J. L. Wang W. C. Ding Y. H. Kimura F. 2004. Regional climate modeling: progress, challenges, and prospects. Journal of the Meteorological Society of Japan. 82(6):1599-1628.

10 Stedinger, J. R., Vogel, R. M., and Foufoula-Georgiou, E. (1993). "Frequency analysis of extreme events", Chapter 18, Handbook of Hydrology, McGraw-Hill, New-York.

11- Natural News. 2006. Global warming to cause massive drought over next 100 years, say climatologists.

12- McKee, T. B., Doesken, N. J., and Kleist, J., 1993, the relationship of drought frequency and duration to time scales, Eighth conference on applied climatology.

13- Jung I.Chang H. and Moradkhani H. 2011. Quantifying uncertainty in urban flooding analysis considering hydro-climatic projection and urban development effects. Hydrology and Earth System Sciences. 15:617-633

14- Fowler H. J. and Wilby R. L. 2007. Beyond the downscaling comparison study. International Journal of Climatology. 27:1543-1545.

15- Edwards, D. C., and T. B. Mckee.,1997,Characteristics of 20th century drought in the United State at multiple time scales, Climatology Rep. 97-2, Department of Atmospheric Science, Colorado State University, Fort Colorado, 155 pp.

16- Diaz-Nieto, J., and Wilby, R. L.,2005, a comparison of statistical downscaling and climate change factor methods: Implication low flows in the river Thames, United Kingdom, J. Clim Change, 69: 245-268.

17- Calanca, P., 2007, climate change and drought occurrence in the Alpine region: How severe are becoming the extremes, 57: 151-160.

18- Chu J. T. Xia J. Xu C. Y. and sing V. P. 2010. Statistical downscaling of daily mean temperature, pan evaporation and precipitation for climate change scenarios in Haihe River, China. Theoretical and Applied Climatology. 99:149-161.

19- Burke E. J. Brown S. J. and Christidis N. 2006. Modeling the recent evolution of global drought and projections for the twenty-first century with the Hadley Centre Climate Model. Journal of Hydrometeorology. 7:1113-1125.