الهام فهیمی نژاد

دو مشخصه بارز اقلیم آینده تغییر در میانگین و مقادیر حدی متغیرهای هیدرواقلیمی می باشد، از این رو شبیه سازی رفتار اقلیم حوضه آبریز شاندیز که یک منطقه گردشگری مهم در شمال شرق کشور است در دهه های آینده نقش مهمی در شناخت وضعیت اقلیم و آسیب پذیری احتمالی این مناطقه از تغییر اقلیم دارد. هدف از این پژوهش شناسایی مقادیر حدی دما، بارش و تغییرات رواناب حوضه آبریز شاندیز و مقایسه شرایط پایه و آینده است. برای نیل به این هدف از آمار روزانه دما و بارش روزانه 30 سال آماری (از 1990-1961) ایستگاه سینوپتیک مشهد استفاده شده است. همچنین برای پیش بینی بارش، دمای حداقل و حداکثر در آینده از داده های مدل گردش کلی CanESM2 تحت سه سناریوی انتشار RCP2 .6 ، RCP4.5 و RCP8.5 برای دوره 2100-2041 استفاده شده است. برای ریزگردانی خروجی مدل CanESM2 از روش آماری SDSM و برای استخراج مقادیر حدی بارش از نرم افزار RClimDex استفاده شده است. نتایج نشان داد که در دوره آینده نه تنها در مقدار بارش ایستگاه مشهد بلکه در الگوی بارش نیز تغییراتی رخ خواهد داد. بر اساس نتایج بدست آمده، بارش سالانه در دهه ی 2070-2041، بین 37 تا 54 درصد نسبت به دوره ی دیدبانی افزایش می یابد، و میزان افزایش بارش دهه ی 2100-2071 بین 52 تا 66 درصد افزایش می یابد. تعداد رخداد بارش های روزانه با شدت های 10، 20 و 30 میلیمتر در روز، بارش های با آستانه های صدک 95 و 99 دوره های آتی در تمامی فصول ایستگاه مشهد نسبت به دوره مشاهداتی (1990-1961) افزایش خواهند یافت. در دهه های آینده میانگین دمای حداکثر مشهد نسبت به دوره مشاهداتی بین 4/6 – 6/0 درجه سلسیوس و میانگین دمای حداقل بین 5/1 تا 2/4 درجه سلسیوس افزایش خواهد یافت. از مدل SWAT جهت ارزیابی اثرات تغییراقلیم بر میزان رواناب حوضه استفاده گردید. بدین منظور ابتدا این مدل با استفاده از دبی ایستگاه هیدرومتری شاندیز برای دوره 2012-2003، واسنجی و اعتبارسنجی شد که مقادیر R 2 به ترتیب 65/0 و 52/0 بدست آمد. در ادامه با بکارگیری داده های ریزمقیاس شده مدل CanESM2 در مدل SWAT ، تغییرات رواناب خروجی از حوضه طی دوره های 2070-2041 و 2100-2071 شبیه سازی گردید. اعمال نتایج تغییرات بارش و دمای حوضه در دهه های آینده بر مدل SWAT نشان داد که دبی حوضه شاندیز در دهه های آینده بین 2 تا 104 درصد افزایش خواهد یافت.

در سال های اخیرحوضه جنوبی دریای خزردرگیر برخی مخاطرات اقلیمی مانند خشکسالی، سیل و بارش برف سنگین بوده است. شبیه سازی رفتار اقلیم آینده این حوضه نقش مهمی در شناخت وضعیت اقلیم و میزان آسیب پذیری احتمالی این مناطق از تغییر اقلیم دارد. در این مطالعه چشم انداز اقلیم آینده برخی ایستگاه های واقع در این حوضه شامل گرگان، بابلسر، رامسر، رشت، بندرانزلی تحت دو سناریوی انتشار A2 و B2 حاصل از برونداد ریزمقیاس شده مدل گردش کلی HadCM3 با روش آماری SDSM در دوره 2099-2011 شبیه سازی گردید. علاوه بر آن برونداد بارش مدل گردش کلی یاد شده به روش دینامیکی توسط مدل PRECIS برای دوره 2099-2070 ریزمقیاس گردید. در هر دو روش ریزمقیاس نمایی، مدل گردش کلی و سناریوهای انتشار یکسان در نظر گرفته شدند. بر اساس نتایج هر دو روش مذکور، میانگین بارش سالانه ایستگاه های منتخب در دهه های آینده کاهش نسبتا چشمگیری خواهند داشت. نتایج ریزمقیاس شده توسط مدل SDSM نشان می دهد که  کمترین و بیشترین کاهش بارش سالانه به ترتیب در ایستگاههای گرگان و  بابلسر رخ خواهد داد.  کاهش یادشده بین 25 درصد در دوره 2039-2011 تحت سناریوی A2 تا 60  درصد در دوره 2099-2070 تحت سناریوی B2 خواهد بود. تعداد رخداد بارش های روزانه با شدت های 10، 20 و 30 میلیمتر در روز،بارش های با آستانه های صدک 95 و 99 در سه دهه 39-2010، 69-2040 و 99-2070 و همچنین تعداد روزهای داغ دوره های آتی در فصول پاییز،  زمستان و بهار در تمامی ایستگاه ها (به استثنای فصل بهار گرگان) و تحت هر دو سناریوی A2 و B2 نسبت به دوره مشاهداتی 90-1961 افزایش خواهند یافت. نتایج نشان می دهد که دامنه تغییرات افزایش میانگین دمای حداکثر حوضه در سه دهه 2039-2010 ، 2069-2040 و 2099-2070 به ترتیب 8/1-1، 3/3-9/1 و 1/5-4/2 درجه سلسیوس خواهد بود.

یکی از مخرب ترین توفان های دهه ی اخیر، توفان برف فوریه 2005 رشت می باشد. در پژوهش حاضر اهمیت توفان از نظر اقتصادی، سیاسی و انسانی، تعیین بعد فضایی(با کمک تصاویر ماهواره ای (MODIS، بعد زمانی، قدرت تخریب و عوامل مؤثر در شکل گیری توفان شامل مباحث دینامیک، ترمودینامیک و مباحث اقلیمی، توفان برف 2005 مورد بررسی قرار گرفت. برای تحلیل سینوپتیکی دقیق تر توفان برف گیلان، الگوهای فشار سطح زمین بارش برف برای رشت تعیین شد. به منظور شناسایی الگوهای بارش برف شهرستان رشت، آمار بارندگی روزانه ایستگاه سینوپتیک رشت، طی دوره ی آمار(2005–1995) از سازمان هواشناسی تهیه شده و روزهای برفی رشت انتخاب شدند. با استفاده از روش تحلیل خوشهایWards سه الگوی بارش برف برای روزهای برفی رشت تعیین شد. الگوی اول زبانه پر فشار بالکان(زبانه پر فشار حوضه ی بالکان از شمال وشمال غربی دریای خزر منطقه را تحت تأثیر قرار می دهد). الگوی دوم پرفشار سیبری (آنتی سیکلون سیبری از شمال شرقی و شرق روی دریا گسترده شده و تا سواحل جنوبی دریا گسترش می یابد).الگوی سوم پرفشار ترکیبی ( زبانه پرفشار بالکان و سیبری با یکدیگر ادغام شده و دریای خزر را تحت تأثیر قرار داده است ). در سطح 500 هکتوپاسکال تراف بادهای غربی روی منطقه حاکم است. بارش برفی که ارتفاع آب معادل آن برابر با mm 73 باشد، به عنوان آستانه برف سنگین رشت تعیین شد. بارش سنگین برف گیلان در فوریه 2005 (بهمن ماه 1383)، نتیجه ی استقرار الگوی سوم است. با توجه به بررسی نقشه های سینوپتیکی از روز3 فوریه این دو زبانه پرفشار باهم ادغام شده و در روز 5 فوریه دریای خزر را تحت تأثیر قرار می دهد. از ساعت 21 گرینویچ 7 فوریه بارش سنگین برف شروع می شود. در سطح hpa 500، تراف خوابیده با محور شمال شرقی- جنوب غربی بادهای غربی حاکم است. مساحت پوشش برفی به دست آمده از تجزیه و تحلیل داده های ماهواره ای MODIS نشان می دهد، که بالغ بر 275/2420 کیلومربع از سطح استان به زیر پوشش برف رفته است. تخریب بالغ بر پنجاه هزار واحد مسکونی، تجاری، صنعتی، اداری و آموزشی و صدها کیلومتر شبکه برق استان، خود گواهی روشن بر حجم عظیم توفان برف رشت می باشد، درحالی که هیچ گاه چنین خسارتی در پیشینه برف رشت وجود ندارد.