RCP

افزایش دما و گرمایش جهانی از بزرگ ترین چالش هایی است که بشر در قرن بیست و یکم با آن مواجه است. تغییرات در پارامترهای اقلیمی به ویژه دما و بارش به عنوان مهم ترین پارامترهای اقلیمی می تواند فرایندهای هیدرولوژیکی، کشاورزی، محیط زیست، بهداشت، صنعت و اقتصاد را تحت تاثیر قرار دهد. بنابراین چشم انداز تغییرات آن، کمک فراوانی به چالش های مدیران و برنامه ریزان محیطی خواهد نمود. لذا در این پژوهش به منظور بررسی روند تغییرات دماهای حداکثر در طول دوره آماری پایه (2005-1961) و همچنین چشم انداز تغییرات آتی دماهای حداکثر در یک دوره ی 30 ساله (2051-2021) در ایستگاه سینوپتیک ارومیه با کاربست مدل ریزمقیاس گردانی SDSM پرداخته شد. بدین منظور ابتدا با استفاده آزمون ناپارامتری من- کندال و تخمین گر شیب سن، روند تغییرات این پارامتر بررسی شد. سپس میزان کار آیی مدل SDSM با استفاده از داده های مشاهداتی و مدل شده مرکز ملی پیش بینی محیطی (NCEP) و شاخص های MSE، RMSE، MAE و همچنین ضریب تعیین و همبستگی مورد ارزیابی قرار گرفت. بعد از اطمینان از دقت مدل، با استفاده از مدل گردش عمومی CanESM2 تحت سه سناریوی RCP2.6 و RCP4.5 و RCP8.5 چشم انداز آتی دماهای حداکثر و حدی در دوره (2051-2021) بررسی گردید. نتایج نشان داد که در طول دوره آماری پایه، دما دارای روند افزایشی است اما معنی داری روند مورد تأیید قرار نگرفت. نتایج حاصل ارزیابی مدل SDSM نیز نشان داد که مدل مذکور توانایی لازم جهت مدل سازی دمای حداکثر را دارد. بر اساس نتایج بدست آمده از داده های مدل CanESM2 میزان دماهای حداکثر افزایش خواهد یافت که این میزان برابر با 7/۰ درجه سلسیوس نسبت به دوره ی پایه می باشد. از نظر فصلی نیز بیشترین و کمترین تغییرات مربوط به تابستان با 6/1 درجه سلسیوس و فصل زمستان با 1/0 درجه سلسیوس می باشد.

این پژوهش با هدف شناخت جابجایی مکانی هسته های بارش به عنوان یک عامل تأثیرگذار در شرایط هیدرولوژیکی آینده ایران به انجام رسید. جهت انجام این تحقیق دو نوع پایگاه داده استفاده قرار گرفت. نوع اول داده ها شامل بارش ماهانه 86 ایستگاه سینوپتیک با طول دوره آماری 2015-1986 و نوع دوم داده های پیش بینی حاصل از خروجی مدل CCSM4 تحت سناریوهای سه گانه (RCP2.6,RCP4.5,RCP6) از سال 2016 تا 2036 می باشد. پس از جمع آوری و مدل سازی داده ها نقشه های آن در محیط ARCGIS ترسیم گردید. نتایج بررسی ها نشان داد که هسته های بارشی در کل پهنه ایران در فصول چهارگانه تغییراتی با روند منفی در آینده خواهد داشت. به طوری که ضریب تغییرات بارش در فصول بهار، تابستان، پاییز و زمستان به ترتیب برابر با 61/4، 101/4، 58/9و 55/8 درصد در نوسان خواهند بود. نتایج حاصل از بررسی سناریو های سه گانه نشان داد که جابجایی هسته بارشی فصل بهار از سراسر نیمه شمالی کشور به منتهی الیه شمال غرب کشور در مرزهای مشترک ایران، ترکیه و ارمنستان(منطقه ماکو و جلفا)محدود می گردد اما در فصل تابستان، هسته پربارش سواحل شمالی و بخش هایی از شمال غرب کشور به منتها الیه جنوب شرق کشور(اطراف خاش و سراوان) منتقل خواهد شد. در فصل پاییز پهنه پربارش که در سراسر نیمه شمالی کشور قرار دارد به دو هسته مجزا در زاگرس مرکزی(مناطق دنا و زدکوه) و جنوب غرب خزر(منطقه انزلی و آستارا) تغییر مکان خواهد داد و هسته بارشی فصل زمستان از بخش های زاگرس مرکزی و ناحیه خزری به شمال غرب کردستان و جنوب غرب آذربایجان غربی منتقل خواهد شد که این موضوع در تمام سناریوها به چشم می خورد. نکته دیگر اینکه، علاوه بر کاهش پهنه های بارشی، در آینده نیز پهنه های خشکی مساحت بیشتری از کشور را در بر خواهد گرفت.

یکی از چالش های اساسی مدیریت و برنامه ریزی منابع آب کشور، نبود اطلاعات کافی از وضعیت وقوع منطقه ای بارش ها در آینده، به ویژه در پایان قرن بیست و یکم است. لذا در این پژوهش به بررسی چشم انداز تغییرات بلندمدت بارش در شمال غرب کشور پرداخته شد. بدین منظور از داده های 5 مدل گردش کلی جو تحت دو سناریوی خوش بینانه و بدبینانه (RCP4.5 و RCP8.5) با کاربست مدل ریزگردانی LARS-WG6 بهره گرفته شد و تغییرات بارش در طول سه دوره زمانی مختلف (2040-2021، 2070-2051 و 2100-2081) نسبت به دوره پایه (2010-1980) مورد بررسی قرار گرفت. جهت واسنجی و صحت سنجی مدل LARS-WG، داده های مشاهداتی و داده های خروجی مدل ها با استفاده از آزمون های F و T و همچنین شاخص های MAE، MSE، RMSE و R 2 مورد مقایسه و ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاکی از کارآیی مناسب مدل ها برای منطقه مورد مطالعه است. بررسی بارش ها در شمال غرب کشور نشان داد که میزان بارش در بیشتر مدل ها به ویژه مدل های EC-EARTH و MIROC5، در دوره 2040-2021، نسبت به دوره پایه افزایش خواهد یافت. در مقابل، در دو دوره 2070-2051 و 2100-2081 تمامی مدل ها به استثنای HadGEM2 کاهش بارش را بر روی منطقه نشان می دهند. بر اساس شرایط متوسط، انتظار می رود میزان بارش در سطح منطقه در دوره 2040-2021 به میزان 3/0 درصد افزایش و در دو دوره 2070-2051 و 2100-2081 به ترتیب به میزان 7/0 و 4/1 درصد کاهش را نسبت به دوره پایه تجربه نماید. بیشترین تغییرات کاهشی و افزایشی بارش نیز درمجموع بر اساس سناریو RCP8.5 شده است. همچنین نتایج حاصل از این پژوهش و استفاده از مدل های مختلف نشان داد که بررسی چشم انداز تغییرات بلندمدت بارش به دلیل پیچیدگی فرآیند بارش تنها با استفاده از یک مدل GCM و یک سناریو، عدم قطعیت های زیادی خواهد داشت و لازم است از سناریوها و مدل های گردش کلی جو و ریزگردانی های مختلف استفاده نمود.

تبخیر – تعرق به عنوان یکی از متغیرهای مهم هواشناسی و ارتباط دهنده بین سطح زمین و هواکره، در بررسی شاخص-های خشکی و تخصیص منابع آبی حائز اهمیت است. آشکارسازی رفتار این سنجه اقلیمی در دوره آینده نسبت به دوره (2005-1980) و توزیع فضایی آن براساس شبکه داده، هدف تحقیق حاضر می باشد. در این پژوهش، از برونداد مستقیم مدل های دینامیکی ریزمقیاس شده پروژه کوردکس – منا (CORDEX –MNA) با تفکیک 22 کیلومتری تحت سناریو های واداشت تابشی (RCP8.5 و RCP4.5 ) استفاده شد. از روش پنمن – مونتیث، فائو، به عنوان روش برآورد کننده تبخیر – تعرق مرجع ماهانه در دوره تاریخی – مشاهده ای و دوره پیش نگری شده براساس مدلها استفاده شد. در بررسی نتایج معیارهای آماری، برونداد مدل NOAA-GFDL-GFDL-ESM2M عملکرد بهتری را نشان داد. نتایج نشان داد که الگوی فضایی ETo ماهانه در طول سال، تابع مولفه های مکانی بوده و از غرب به شرق و از شمال به جنوب مقدار آن افزایش می یابد. مناطق جنوبی، مرکزی و شرق کشور؛ کانون های حد بالای ETo محسوب می شوند. بررسی و مقایسه ETo ماهانه پیش نگری شده در دوره آینده تا میانه قرن ( 2050 میلادی) نسبت به دوره گذشته، نشان دهنده افزایش در مقدار این سنجه اقلیمی مهم در گستره ایران می باشد.

تغییرات اقلیمی و افزایش جمعیت شهرها سبب بروز مشکلات متعدد محیط زیستی شده است. کاهش کارکرد کشاورزی شهری نیز کارایی زیر ساخت های سبز و خدمات اکوسیستمی آنها را به طور طبیعی ناکارآمد کرده است. هدف از این پژوهش ارائه الگوی کشت پایدار گیاهان مثمر در شهرها جهت تعدیل اثرات تغییرات آب و هوایی و کاربری اراضی در منطقه 22 شهرداری تهران می باشد. در این مطالعه نقشه کاربری اراضی سال 2000 و 2020 با استفاده از تصاویر ماهواره ای لندست، تهیه شد. سپس با مدل LCM به پیش بینی تغییرات کاربری اراضی سال 2050 پرداخته شد. برای بررسی تغییرات اقلیمی سناریوهای RCP شبیه سازی گردید. برای به دست آوردن وزن معیارهای انتخاب گیاهان مثمر از 4 معیار و 21 زیرمعیار و روش بهترین- بدترین (BWM) و از روش ارزیابی نسبت تجمعی (ARAS) برای رتبه بندی این گیاهان مثمر استفاده شد. بر اساس نتایج بدست آمده مشخص شد که فضاهای سبز و کشاورزی به ترتیب از سال 2000 تا 2050 مقدار 12% و 4.5%- تغییر خواهند داشت. ریسک تغییرات اقلیمی نیز گرمایش 1.32 تا 2.27 درجه را پیش بینی کرد. بر همین اساس نقشه تناسب منطقه برای کشاورزی شهری و مساحت طبقات تناسب با توجه به معیار سازگاری با شرایط محیط زیستی منطقه (با وزن 472/0)، شرایط اکولوژیک (0.268)، سازگاری با محیط زیست شهری (با وزن 179/0) و زیبایی- شناختی (با وزن 081/0) تهیه گردید. بر اساس نظرکارشناسان گونه های گیاهی مثمر، بنه، کنار، بادامک، پسته و زیتون خوراکی بالاترین اولویت جهت کشت در مقیاس کلان و متوسط شهری را پیدا کرده اند. حدود 40 درصد منطقه دارای تناسب خوب و بالا برای کاشت این گیاهان می باشد.

هدف: هدف از این پژوهش پیش نگری آینده عناصر اقلیمی شمال غرب استان یزد با استفاده از سناریوهای واداشت تابشی است.روش و داده: این مطالعه، تغییر پارامترهای بارندگی و میانگین دمای استان یزد در دوره پایه (۲۰۲۰-۲۰۰۱) را با چهار مدل گردش کلی از سری CMIP5، تحت سه سناریوی واداشت تابشی RCP2.6،  RCP4.5 و  RCP8.5 با استفاده از مدل آماری LARS-WG6 شبیه سازی کرده و با انتخاب بهترین مدل، عناصر اقلیمی را برای دوره های ۲۰۵۵-۲۰۲۶ و ۲۱۰۰-۲۰۷۱ در آینده، مقیاس کاهی کرده و نتایج پیش نگری را مورد ارزیابی قرار می دهد. یافته ها: بر اساس نتایج به دست آمده در شبیه سازی پارامترهای مذکور، دو مدل BCC-CSM1-1 و NorESM1-M با داشتن آماره های خطای کم و NRMSE قابل قبول، به عنوان بهترین مدل معرفی می شوند. بیشترین تغییرات میانگین دما نسبت به دوره پایه، مربوط به دوره ۲۱۰۰-۲۰۷۱ و سناریوی بدبینانه است به طوری که دما در این دوره در مدل NorESM1-M از ۱/۱۳+ تا ۳/۹۳+ درجه سانتی گراد به ترتیب در سناریو ۲/۶ و ۸/۵ افزایش می یابد. میزان بارندگی در دهه های پایانی قرن حاضر، از دوره 2055- 2026 کمتر و در برخی نقاط نسبت به میانگین دوره پایه افزایشی یا کاهشی است. به طوری که تغییرات بارندگی در ایستگاه های مطالعاتی در آینده نزدیک بین ۹/۴۰- تا ۱۶+ میلی متر و دراواخر قرن حاضر بین ۹- تا ۱۰/۷۳+ میلی متر نوسان دارد.نتیجه گیری: در دوره های آتی، دما در منطقه افزایش می یابد و بیشترین میزان این افزایش مربوط به RCP8.5 است. بارش در آینده نوسانی است به طوری که بیشترین و کمترین تغییرات را به ترتیب در RCP2.6 و RCP4.5 خواهد داشت.نوآوری، کاربرد نتایج: در این پژوهش، برای پیش نگری عناصر اقلیمی از مدل های GCM-CMIP5 و سناریوهای واداشت تابشی، RCP2.6،  RCP4.5و RCP8.5 در شمال غرب یزد استفاده گردید و با ارزیابی آماره های خطا، مدل های مناسب برای پیش نگری دما و بارندگی به ترتیب BCC-CSM1-1 و NorESM1-M  انتخاب شد تا تصویر روشنی از اقلیم این منطقه در آینده ارائه شود. بنابراین نتایج این امر می تواند در برنامه ریزی های منطقه ای به ویژه پدیده هایی از جمله هواشناسی، منابع آبی در محیط زیست و مبارزه با بیابان زائی استفاده شود.