پژوهشهای تغییرات آب و هوایی

شرایط اقلیمی، وضعیت محیطی هر منطقه را شکل می دهد، چیزی که سیستم معیشتی جوامع به آن بستگی دارد و نظام اعتقادی بر پایه آن استوار شده است. بنابراین، هر نوسانی در اقلیم نه تنها قادر است شیوه زندگی انسان ها را تغییر دهد، بلکه بر جهان بینی و معنویات ایشان نیز تأثیر می گذارد. دگرگشت فرهنگی انسان در دوازده هزار سال گذشته با رویدادهای اقلیمی ناگهانی و شدیدی همراه بوده است. این رویدادها بسیاری از دگرگونی های عقیدتی را رقم زده اند. در حقیقت، از آیین های اولیه تا ادیان پیشرفته، همه به نوعی در پیوند با اقلیم بوده اند و ارتباط محکمی با شرایط زیست محیطی داشته اند. در دوران پیشاتمدن، یک دگرگونی عقیدتی در گذار از دریاس جوان به هولوسن اولیه رخ داده که به تدریج تا هولوسن میانی توسعه یافته است. در هزاره چهارم ق.م با ظهور شهرنشینی، تشکیل حکومت های اولیه کاهن-شاهی و طبقاتی شدن جامعه، پرستش پدیده های طبیعت به پرستش خدایان تبدیل شد. ادیان بزرگ امروزی که از هزاره دوم ق.م به بعد پا به عرصه گذاشته اند، دو گروه کلی را تشکیل می دهند که برحسب نوع اقلیم و محیطِ خاستگاهشان، ماهیت هایی کاملاً مجزا دارند. ادیان چندخدایی هندی متعلق به دهقانان مناطق مرطوب و جنگلی و ادیان یکتاپرستی ابراهیمی متعلق به کوچرو-گله داران مناطق خشک و بیابانی بودند. در این مقاله، ارتباط اقلیم و جهان بینی در مسیر دگرگشت فرهنگی انسان از عصر نوسنگی تا عصر جدید بررسی می شود. هدف اصلی، در واقع، آگاهی بخشی درباره رسالت مهم پیشوایان مذهبی در تغییر، اصلاح و تعدیل مؤثر احکام دینی در راستای برنامه های تاب آوری، سازگاری و کاهش تغییر اقلیم کنونی زمین است. این امر همچنین می تواند به میزان قابل توجهی از تهدیدات و مخاطرات احتمالی اجتماعی-سیاسی داخلی کشورهای درحال توسعه و بیشتر درگیر با تبعات اقلیمی گرمایش زمین بکاهد.

با توجه به اهمیت تبخیر- تعرق در چرخه هیدرولوژی و کاربردهای متنوع آن در علوم مختلف، محاسبه مقدار آن بویژه، تبخیر- تعرق واقعی از اهمیت بالایی برخوردار است. با توجه به اینکه فراوانی پوشش گیاهی یکی از مهم ترین عوامل تاثیرگذار بر دمای سطح زمین است، بنابراین پژوهش حاضر با هدف بررسی خودهمبستگی فضایی دمای سطح زمین و تبخیر- تعرق، شاخص بارش استاندارد شده و میزان آلبدو در ارتباط با پوشش گیاهی در شهر اصفهان می باشد. با استفاده از پردازش داده ها در محیط Google Earth Engine در قسمت اول، یک مجموعه داده مودیس با وضوح بالا و به صورت فصلی برای هر سال طی یک دوره زمانی بین سال های ، 2000 تا 2020  را مورد تجزیه و تحلیل قرار دادیم. سپس تبخیروتعرق به کمک دیتاهای مودیس و روش تورنت وایت با درنظرگرفتن ضریب رشد گیاهی محاسبه شده مورد مقایسه و بررسی قرار گرفتند. در همین راستا پیشبینی خشکسالی با استفاده از شاخص SPI  (یک ماهه،سه ماهه،شش ماهه و دوازده ماهه) برای بازه زمانی 2015 تا 2044  نیز انجام گردید. پس از محاسبه تغییرات جهت شناسایی و کشف الگوها و روندهای موجود در داده های فضایی از یک روش تحلیل فضایی ( لکه های داغ ) در محیط نرم افزار ArcGis بهره گرفته شد. نتایج این تحقیق مشخص کرد که در فصل بهار بالاترین درصد NDVI با پایین ترین میزان دما  انطباق مکانی ندارد، به عبارت دیگر درصد شاخص پوشش گیاهی با درجه حرارت سطح زمین رابطه معکوس ندارد. در فصل تابستان بالاترین میزان درصد شاخص پوشش گیاهی از نظر مکانی با کم ترین میزان دمای سطح زمین انطباق مکانی کامل دارد. در فصل زمستان نحوه پراکنش الگوهای دمایی به دلیل نقش تعدیل کننده دمایی پوشش گیاهی با استفاده از ساز و کار تبخیر و تعرق در مقایسه با سایر فصول کاملا متفاوت است.

تغییر اقلیم دامنه گسترده ای داشته و بخش های مختلفی همچون کشاورزی، آب، محیط زیست و غیره را متأثر می سازد. تصویب قوانین تغییر اقلیم از تلاش های بین المللی برای مقابله با این پدیده است. در این پژوهش قوانین مرتبط با سازگاری با تغییر اقلیم در کشورهای در حال توسعه در دو سطح کیفی و کمی تجزیه وتحلیل شده است ابتدا قوانین بر اساس سیستم های اجتماعی-اکولوژیکی در قالب سه سیستم منابع، بازیگران و حکمرانی طبقه بندی می شوند. سپس بر اساس این سیستم ها و زیرسیستم های مربوطه، روند زمانی و مکانی قوانین، تجزیه وتحلیل می شود. تحلیل زمانی نشان می دهد که قوانین سازگاری با تغییر اقلیم در کشورهای در حال توسعه در سال های 1964 تا 2021 تصویب شده اند. تحلیل مکانی نیز حاکی از این است که قاره آسیا دارای بیشترین قانون در این زمینه است. به علاوه تعداد قوانین مورد اشاره در سیستم منابع بیشتر از دو سیستم دیگر بوده و این سیستم از لحاظ زمانی نیز پیش تر مورد توجه بوده است. در گام بعدی نشان داده می شود که زیرسیستم های آب، حمل ونقل و اقتصاد سراسری در هر یک از سیستم ها، بیشتر از سایر زیرسیستم ها مورد اشاره بوده اند و زیرسیستم های آب و کاربری اراضی، تغییر کاربری اراضی و جنگلداری در سیستم منابع، حمل ونقل و ساختمان در سیستم بازیگران و توسعه اجتماعی در سیستم حکمرانی قبل از سایر زیرسیستم ها در قوانین مورد توجه بوده اند. در نهایت مشخص شد که گذشت زمان و افزایش آگاهی در خصوص تغییر اقلیم موجب گستردگی و جامعیت بیشتر اهداف مورد نظر در قوانین سازگاری شده است و قوانین تغییر اقلیم، موجب کاهش انتشار گازهای گلخانه ای می شوند.

بی نظمی در وضعیت بارندگی ها، خشکسالی ها و بیابانزایی در مناطق مختلف کره خاکی در ارتباط با تغییرات اقلیمی می باشد. از آنجایی که پدیده بیابانزایی به عنوان یکی از بارزترین وجوه تخریب منابع طبیعی در جهان مطرح شده است، در این پژوهش بررسی تغییرات فضایی- زمانی وضعیت بیابانزایی حوضه گاوخونی در طی 6 دهه از سال 1961 تا 2020 با بهره گیری از معیار اقلیمی مدل تعیین شدت بیابانزایی IMDPA تعیین شد. با توجه به نتایج این تحقیق مشخص گردید که دهه اول با میانگین 3.17 شدیدترین و دهه چهارم با 2.22 کمترین شدت بیابانزایی را تجربه نموده و دهه آخر نیز با نمره 2.36 در کلاس بیابانزایی متوسط قرار دارد. یافته های این تحقیق نشان دادند که اگرچه روند تغییرپذیری بیابانزایی بر مبنای میانگین دهه ای در حال کاهش می باشد، اما واقعیت منطقه گویای این است که در دو دهه اخیر بیشینه مساحت حوضه در کلاس بیابانزایی شدید قرار داشته که این هشداری در خصوص آسیب پذیری حوضه نسبت به پدیده بیابانزایی می باشد. از خروجیهای این تحقیق مشخص شد که از میان 3 شاخص معیار اقلیمی، بیشترین امتیاز با میانگین کلی 3.6 در خصوص شاخص ترانسو تجربه شده و سایر شاخص ها در رتبه های بعدی قرار دارند. با توجه به نقشه پهنه بندی شدت بیابانزایی حوضه گاوخونی آشکار گردید که نواحی مرکزی و شرقی از ریسک بالاتر و نواحی شمال غربی و جنوب شرقی ریسک کمتری داشته اند. در این تحقیق به منظور اعتبارسنجی مدل اقلیمی از شاخص NDVI استفاده گردید. تغییرپذیری این شاخص در طی زمان موید افزایش اراضی بایر و کاهش مساحت نواحی آبی و پوشش گیاهی می باشد. بنابراین می توان ملاحظه کرد که خروجیهای دو شاخص NDVI و معیار اقلیمی، یافته های یکدیگر را تایید می نمایند. چنانچه نتایج سایر پژوهش های پیشین نشان می دهند، پیامد گرمایش جهانی منجر به افزایش دما - تبخیر و کاهش بارش در نواحی خشک خواهد گردید. پس با توجه به قرارگیری حوضه گاوخونی در یک ناحیه خشک، انتظار پیامد تغییرات آب و هوایی بر تشدید این مخاطره طبیعی مسئله ای دور از ذهن نخواهد بود. 

تغییرات آب و هوایی تأثیر قابل توجهی بر تولید جهانی محصولات کشاورزی داشته است. مطالعه تأثیر تغییرات اقلیمی بر تولید محصولات کشاورزی برای اتخاذ تصمیمات پیشگیرانه جهت بهبود تولید کشاورزی بسیار مهم است. هدف پژوهش حاضر بررسی اثرات مستقیم و غیرمستقیم ناشی از سرریز های فضایی تغییرات آب و هوایی بر تولید محصول پرتقال در 10 استان ایران، طی دوره زمانی 1385 تا 1399 است. داده های مورد استفاده از وزارت کشاورزی و سازمان هواشناسی اخذ شد. ابتدا برای اثبات وجود وابستگی فضایی آزمون موران انجام شد. سپس مدل دوربین فضایی با استفاده از آزمون والد به عنوان مدل بهینه تعیین شد. مدل با استفاده از نرم افزارStata17 برآورد شد. نتایج مدل دوربین فضایی (SDM) نشان داد که متغیر های متوسط باران سالانه، متوسط دمای سالانه و سطح زیر کشت دارای اثر مثبت و معنی داری بر متوسط عملکرد پرتقال ایران دارند. همچنین متغیر های حداقل دما سالانه و حداکثر دما سالانه تاثیر منفی و معنی داری بر متوسط عملکرد پرتقال ایران دارند. علاوه بر آن تاثیر سرریزهای فضایی سطح زیرکشت و حداقل دمای سالانه بر عملکرد پرتقال مثبت است. سرریزهای فضایی تغییر یک درجه ای متوسط دمای سالانه، عملکرد پرتقال را 68/1 درصد کاهش می دهد. افزایش سطح کشت پرتقال در کشور سبب افزایش عملکرد محصول پرتقال در واحد سطح می شود، بنابراین، توصیه می شود که وزارت جهاد و کشاورزی از سیاست یکپارچه سازی باغات پرتقال در کشور استفاده کنند.

پایش مؤثر و به موقع خشکسالی می تواند به توسعه سامانه های خشکسالی و مدیریت بهینه منابع آبی کمک کند. بنابراین، در این پژوهش وضعیت خشکسالی ایستگاه های سینوپتیک استان فارس (آباده، شیراز، فسا و لار) در مقیاس های زمانی مختلف (6،3، 9 و 12 ماهه) با استفاده از شاخص های بارش-تبخیر و تعرق (SPEI) و بارش استاندارد چند متغیره (MSPI) مورد بررسی قرار گرفت. در نهایت، به منظور بررسی روند شاخص های مورد بررسی از آزمون من-کندال استفاده شده است. بر اساس نتایج، در مقیاس های زمانی کوتاه مدت فراوانی دوره های خشک و مرطوب زیاد است. اما با افزایش مقیاس های زمانی، فراوانی دوره های خشک و مرطوب کاهش می یابد و تداوم آن ها افزایش پیدا می کند. از لحاظ شاخص SPEI در مقیاس زمانی 3 ماهه شدیدترین خشکسالی در ایستگاه آباده (20/5-) و شدیدترین ترسالی در ایستگاه شیراز (21/5) می باشد. در مقیاس زمانی 6 ماهه شدیدترین خشکسالی و ترسالی به ترتیب در ایستگاه های آباده (45/3-) و شیراز (10/3) مشاهده شد. در مقیاس زمانی 9 ماهه شدیدترین خشکسالی و ترسالی در ایستگاه لار به ترتیب با مقادیر 63/3- و 48/2 می باشد. همچنین در مقیاس 12 ماهه شدیدترین خشکسالی در ایستگاه شیراز (37/3-) و شدیدترین ترسالی در ایستگاه آباده (37/2) می باشد. تجزیه و تحلیل مؤلفه های اصلی سری زمانی SPI نشان داد که اولین مؤلفه اصلی (PC 1 ) می تواند درصد زیادی از تغییرات را در سری های زمانی SPI اصلی در تمام مناطق مورد مطالعه در این پژوهش، به خود اختصاص دهد. همچنین نتایج نشان داد که MSPI ها از نوسانات سری زمانیSPI  به ویژه در دوره های خشک و مرطوب طولانی مدت پیروی می کنند. به طوری که، دوره های خشک و مرطوب جزئی در دوره های خشک یا مرطوب شدید و طولانی، ممکن است توسط MSPI حذف شوند.