Nivar

Nivar

An Investigation of the Changes in the Iran Precipitation Extreme Indices in Two Normal Climate Periods, 1981-2010 and 2020-1991

Document Type : Original Article

Authors
Zohreh Javanshiri 1
Ebrahim Asadi Oskouei 2
Fatemeh Abbasi 3
1 Associated professor, Climate Research Center (CRC), Research Institute of Meteorology and Atmospheric Sciences (RIMAS)
2 Faculty member of Research Institute of Meteorology and Atmospheric Science (RIMAS) Iran
3 Climate Research Center (CRC), Research Institute of Meteorology and Atmospheric Sciences (RIMAS)
10.30467/nivar.2024.428907.1275
Abstract
Precipitation fluctuation is a critical factor in understanding climate, as it has far-reaching impacts on the environment, economy, and society. Excessive or insufficient precipitation can result in severe floods and droughts, causing significant consequences for both nature and humanity. For this reason, it is vital to understand the variability, behavioral changes, and extreme precipitation levels to successfully manage industries like agriculture, water resources, urban planning, and transportation. In this study, to investigate the extreme values of precipitation, the trends of four precipitation indices of 44 synoptic stations in Iran were calculated and compared for two recent climate normal periods of 1981-2010 and 1991-2020. Four precipitation indices, specifically PRCPTOT95, PRCPTOT99, R10MM, and R20MM, were investigated after undergoing quality control and data homogenization. An evaluation of the trend of heavy precipitation in two periods demonstrated a decrease in the eastern and northwestern parts of the country, while an increase was observed in the Zagros and northern regions. The increasing trend in the second period has become more significant in the northern part of the country, while the decreasing trend in the western part has decreased in the second period. The analysis of mean precipitation indices in two periods showed that heavy precipitation had increased in the second period on the coasts of the Caspian Sea, Zagros Mountains, and southern parts and decreased in the east of Iran.
Keywords
Extreme Indices
Precipitation
Trend Analysis
Climate Norml Period
Iran
Subjects
  1. احمدی، م.، لشکری، ح.، آزادی، م. و کیخسروی، ق.، (1394)، آشکارسازی تغییر اقلیم با استفاده از شاخص­های حدی بارش در خراسان بزرگ، نشریه پژوهشهای دانش زمین، دوره 6، شماره 3، شماره پیاپی 23، صفحات 52-34.
  2. برنا، ر. و جهان، آ.، (1394). مطالعه روند تغییرات شاخص های حدی اقلیمی دما و بارش در جنب غرب ایران (مطالعه موردی استان بوشهر), فصل­نامه جغرافیای طبیعی، دوره 8، شماره 28، صفحات 63-43.
  3. جوانشیری، ز.، فلامرزی، ی.، پاکدامن، م. و بابائیان، ا.، (1398) ، بررسی روند بارش مرتبط با شرایط سیل و خشکسالی به روش رگرسیون چندکی (مطالعه موردی: مشهد، دوره 1899-2018)، ششمین کنفرانس منطقه ای تغییر اقلیم، تهران، سال 1398.
  4. جوانشیری، ز. و عباسی، ف.، (1402). تحلیل مکانی روند بارش‌های سنگین فصلی و سالانه کشور با استفاده از رگرسیون چندک، پژوهش‌های تغییرات آب و هوایی، دوره 4، شماره 15، صفحات 54-39.
  5. حلبیان، ا. ح. و کیخسروی کیانی، م. ص.، (1399)، ارزیابی تغییرات نمایه­های فرین بارش در ایران ، فصلنامه علمی برنامه ریزی فضایی، دوره 10، شماره 4، شماره پیاپی 39، صفحات 45-24.
  6. دارند، م.، (1392)، ارزیابی تغییرات شاخص های حدی دما بر روی پهنه ی استان کردستان طی نیم سده ی اخیر، مجله مخاطرات محیط طبیعی، دوره دوم، شماره 3، صفحات 92-75.
  7. دارند، م.، (1393)، واکاوی تغییرات مقادیر حدی بارش و دما در ارومیه به عنوان نشانه هایی از تغییر اقلیم، نشریة پژوهشهای حفاظت آب و خاک( علوم کشاورزی و منابع طبیعی)، دورة 21، شمارة 2، صفحات 30-1.
  8. دارند، م.، (1394)، ارزیابی و شناخت تغییر اقلیم در ایران زمین طی دهه­های اخیر، مجله علوم و مهندسی آبخیزداری ایران، جلد 9، شماره 30، صفحات 14-1.
  9. دارند، م.، دولت یاری، ز.، اصالنی، ف. و عزیزی، ی.، (1393)، بررسی رفتار فرین­های بارش و دمای کرمانشاه به کمک آزمونهای آماری، نشریه فضای جغرافیایی، دورة 14 ،شمارة 46، صفحات 215-195.
  10. رﺣﯿﻢ زاده، ف.، ﻫﺪاﯾﺖ دزﻓﻮﻟﯽ، ا. و ﭘﻮراﺻﻐﺮﯾﺎن،آ.، (1390)، ارزیابی روند و ﺟﻬﺶ ﻧﻤﺎﯾﻪﻫﺎی ﺣﺪی دﻣﺎ و ﺑـﺎرش در اﺳـﺘﺎن ﻫﺮﻣﺰﮔـﺎن، ﻣﺠﻠـﻪ ﺟﻐﺮاﻓﯿﺎ و ﺗﻮﺳﻌﻪ، دوره 9، شماره پیاپی 21، صفحات 116-97.
  11. رحیم زاده، ف.، عسکری، ا.، فتاحی، ا.، محمدیان، ن. و تقی پور، ا.، (1389)، روند نمایه­های حدی اقلیمی دما در ایران طی دورة 1951 -2003، مجلة تحقیقات جغرافیایی، دورة 24 ،شمارة 2 ،اصفهان، . صفحات 119-114.
  12. عرفانیان، م.، انصاری، ح.، علیزاده، ا . و بنایان اول، م.، ( 1393)، بررسی تغییرات شاخص­های حدی هواشناسی در استان خراسان رضوی، نشریه آبیاری و زهکشی ایران، دوره 4، شماره 8، صفحات 825-817.
  13. ﻋﺴﮕﺮی، ا.، رﺣﯿﻢ زاده، ف.، ﻣﺤﻤﺪﯾﺎن، ن و ﻓﺘـﺎﺣﯽ، ا.، (1386)، تحلیل روﻧﺪ ﻧﻤﺎﯾﻪﻫﺎی ﺑﺎرشﻫﺎی ﺣﺪی در اﯾﺮان، ﻣﺠﻠﻪ ﺗﺤﻘﯿﻘـﺎت ﻣﻨـﺎﺑﻊ آب اﯾﺮان، دوره 3. شماره 3، مسلسل 9، صفحات 55- 42.
  14. کوزه گران، س. و موسوی بایگی، م.، (1394)، بررسی روند رویدادهای حدی اقلیمی در شمال شرق ایران، نشریه آب و خاک( علوم و صنایع کشاورزی)، دوره 29، شماره 3، صفحات 764-750.  
  15. کوهی،م.، موسوی بایگی، م.، فرید حسینی، ع.، ثنایی نژاد، ح. و جباری نوقایی، ه.، (1391)، ریز مقیاس نمایی آماری و ارایه سناریوهای آتی رویدادهای حدی بارش درحوضه کشف رود، نشریه پژوهشهای اقلیم شناسی، دوره 12، صفحات 53-35.
  16. محمدی، ح.، عزیزی، ق.، خوش اخلاق، ف.، و رنجبر، ف. (1396)، تحلیل روند شاخص های حدی بارش روزانه در ایران، پژوهشهای جغرافیای طبیعی (پژوهش های جغرافیایی)، دوره 49، شماره 1، صفحات 37-21.
  17. مسعودیان، ا. و دارند، م.، (1392)، شناسایی و بررسی تغییرات نمایه­های بارش فرین ایران طی دهه­های اخیر، مجله جغرافیا و توسعه ناحیه­ای، دوره 11، شماره 1، شماره پیاپی 20.
  18. مسعودیان، س. و دارند، م.، (1391)، تحلیل زمانی – مکانی روند روزهای حدی سرد ایران، فصلنامه تحقیقات جغرافیایی، سال 27، شماره دوم، شماره پیاپی 105. 27، ش 105، صفحات 18099-18079.
  19. Avila, A., Guerrero, F.C., Escobar, Y.C. and Justino, F., 2019. Recent precipitation trends and floods in the Colombian Andes. Water, 11(2), pp.379.
  20. Chen, D., Walther, A., Moberg, A., Jones, P., Jacobeit, J. and Lister, D., 2014. European trend atlas of extreme temperature and precipitation records. Springer.
  21. Choi, G., Collins, D., Ren, G., Trewin, B., Baldi, M., Fukuda, Y., Afzaal, M., Pianmana, T., Gomboluudev, P., Huong, P.T.T. and Lias, N., 2009. Changes in means and extreme events of temperature and precipitation in the Asia‐Pacific Network region, 1955–2007. International Journal of Climatology: A Journal of the Royal Meteorological Society, 29(13), pp.1906-1925.
  22. Collins, D.A., Della-Marta, P.M., Plummer, N. and Trewin, B.C., 2000. Trends in annual frequencies of extreme temperature events in Australia. Australian Meteorological Magazine, 49(4), pp.277-292.
  23. Costa, A.C., Santos, J.A. and Pinto, J.G., 2012. Climate change scenarios for precipitation extremes in Portugal. Theoretical and applied climatology, 108, pp.217-234.
  24. Hanel, M. and Buishand, T.A., 2010. On the value of hourly precipitation extremes in regional climate model simulations. Journal of hydrology, 393(3-4), pp.265-273.
  25. Indices, E.P., 2019. Analysis of the Extreme Rainfall Events Over Upper Catchment of Sabarmati River Basin in Western India Using. Advances in Water Resources Engineering and Management: Select Proceedings of TRACE 2018, 39, p.103.
  26. Javanshiri, Z., Pakdaman, M. and Falamarzi, Y., 2021. Homogenization and trend detection of temperature in Iran for the period 1960–2018. Meteorology and Atmospheric Physics, 133, pp.1233-1250.
  27. Karl, T.R., Knight, R.W. and Baker, B., 2000. The record breaking global temperatures of 1997 and 1998: Evidence for an increase in the rate of global warming?. Geophysical Research Letters, 27(5), pp.719-722.
  28. Kendall M.G. 1975. Rank Correlation Methods. Griffin, London, UK.
  29. Kendall, M.G., 1948. The advanced theory of statistics. Vols. 1. The advanced theory of statistics. Vols. 1., 1(Ed. 4).
  30. Kioutsioukis, I., Melas, D. and Zerefos, C., 2010. Statistical assessment of changes in climate extremes over Greece (1955–2002). International Journal of Climatology, 30(11), pp.1723-1737.
  31. Mahsafar, H., Maknoon, R. and Saghafian, B., 2010. The impact of climate change on Urmia Lake water level. Iran-Water Resources Research, 7(1), pp.47-58.
  32. Mann, H.B., 1945. Nonparametric tests against trend. Econometrica: Journal of the econometric society, pp.245-259.
  33. Manton, M.J., Della‐Marta, P.M., Haylock, M.R., Hennessy, K.J., Nicholls, N., Chambers, L.E., Collins, D.A., Daw, G., Finet, A., Gunawan, D. and Inape, K., 2001. Trends in extreme daily rainfall and temperature in Southeast Asia and the South Pacific: 1961–1998. International Journal of Climatology, 21(3), pp.269-284.
  34. Pal, I. and Al-Tabbaa, A., 2009. Trends in seasonal precipitation extremes–An indicator of ‘climate change’in Kerala, India. Journal of Hydrology, 367(1-2), pp.62-69.
  35. Pinskwar, I., Choryński, A., Graczyk, D. and Kundzewicz, Z.W., 2019. Observed changes in extreme precipitation in Poland: 1991–2015 versus 1961–1990. Theoretical and Applied Climatology, 135, pp.773-787.
  36. Rahimzadeh, F., Asgari, A. and Fattahi, E., 2009. Variability of extreme temperature and precipitation in Iran during recent decades. International Journal of Climatology: A Journal of the Royal Meteorological Society, 29(3), pp.329-343.
  37. Santos, M. and Fragoso, M., 2013. Precipitation variability in Northern Portugal: data homogeneity assessment and trends in extreme precipitation indices. Atmospheric research, 131, pp.34-45.
  38. Serrano, A., Mateos, V.L. and Garcia, J.A., 1999. Trend analysis of monthly precipitation over the Iberian Peninsula for the period 1921–1995. Physics and Chemistry of the Earth, Part B: Hydrology, Oceans and Atmosphere, 24(1-2), pp.85-90.
  39. Turgay, P. and Ercan, K., 2005. Trend Analysis in Turkish Precipitation data. Hydrological processes, 20, pp.2011-2026.
  40. Wang, B., Zhang, M., Wei, J., Wang, S., Li, X., Li, S., Zhao, A., Li, X. and Fan, J., 2013. Changes in extreme precipitation over Northeast China, 1960–2011. Quaternary International, 298, pp.177-186.
  41. Wang, Y. and Zhou, L., 2005. Observed trends in extreme precipitation events in China during 1961–2001 and the associated changes in large‐scale circulation. Geophysical Research Letters, 32(9).
  42. World Meteorological Organization, 2011. Weather extremes in a changing climate: Hindsight on foresight.
  43. Xuan, Y., Abbas, S.A., Song, X. and Reeve, D.E., 2017. Quantile regression based method for investigating rainfall trends associated with flooding and drought conditions. Journal of European Water, 59, pp.137-143.
  44. Zilli, M.T., Carvalho, L.M., Liebmann, B. and Silva Dias, M.A., 2017. A comprehensive analysis of trends in extreme precipitation over southeastern coast of Brazil. International Journal of Climatology, 37(5), pp.2269-2279.
Nivar
Volume 48, 124-125 - Serial Number 124
September 2024
Pages 66-83

  • Receive Date 06 December 2023
  • Revise Date 03 February 2024
  • Accept Date 03 April 2024
  • Publish Date 20 March 2024