مدل CanESM2

امروزه تغییرات اقلیمی ناشی از افزایش غلظت گازهای گلخانه ای موجب افزایش رخداد های حدی و مخاطرات جوی شده است. هدف از این پژوهش، تحلیل و بررسی آینده اقلیم بر مخاطرات جوی منطقه سیستان است. در این مطالعه جهت شبیه سازی داده های کمینه و بیشینه دما از داده های مدل CanESM2 تحت سه سناریوی ( RCP2.6 ,RCP4.5 ,RCP8.5 ) با ریزگردانی آماری SDSM و جهت شبیه سازی داده های بارش از مدل Hadcm3 تحت سناریوهای ( A1B ,A2, B1) با ریز گردانی آماری LARS-WG استفاده شده است. بدین منظور، پس از انجام واسنجی، صحت سنجی و مدلسازی داده ها در ایستگاه منتخب، کارایی مدل از نظر میزان انطباق داده های پایه دما (2005-1984) و بارش (2015-1986) با مقادیر شبیه سازی (2039-2020) در سطح اطمینان معنی داری مورد ارزیابی قرار گرفتند. جهت انطباق داده های پایه با داده های شبیه سازی شده از سه معیار ریشه میانگین مربعات خطا ( RMSE) ، ضریب تعیین ( R2) و میانگین مربعات خطا ( MSE) استفاده شده است. با توجه به داده های شبیه سازی شده چهار مخاطره مهم جوی یخبندان، امواج گرمایی، بارش های حدی و خشکسالی مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که امواج گرمایی و خشکسالی در آینده تهدیدات جدی در منطقه هستند بطوریکه در سال 2021 و تحت سناریوی انتشار RCP 2.6 ، 32 موج گرما پیش بینی شده و محدوده مورد مطالعه بیشتر از 5 موج گرما را در سال تجربه خواهد کرد. همچنین بیشترین فراوانی خشکسالی در سال 2020 و تحت سناریوی انتشار A1B پیش بینی گردیده است. بارش های حدی در بعضی از سالها و تحت سناریوی B1 می توانند تهدید قابل توجهی در منطقه باشند. شدت و فراوانی یخبندان سالانه تحت سناریوی انتشار RCP2.6 نسبت به سناریوهای دیگر بیشتر و نسبت به تهدیدات جوی بررسی شده کمتر است.

جهت پایش خشکسالی از مقادیر روزانه میانگین دمای هوا و مجموع بارش ایستگاه پارس آباد طی دوره آماری 1961-2016 به منظور اجرای شاخص SPI  در سه بازه 1، 3 و 6 ماهه و همچنین تصاویر ماهواره لندست TM به منظور اجرای شاخص خشکسالی NDVI استفاده گردید. برای بخش پیش بینی نیز از مدل CanESM2 تحت سناریوی انتشار RCP4.5 از سری پنجم سناریوهای انتشار بهره گرفته شد که برای این منظور از متغیرهای پیش بینی کننده NCEP-NCAR 1961-2005 استفاده گردید. با توجه به اجرای شاخص های خشکسالی (SPI و NDVI) و پیش بینی مقادیر دما و بارش ایستگاه پارس آباد( مدل CanESM2 تحت سناریوی RCP4.5)، مشخص گردید که وضعیت رشد مرتع در شرایط کنونی طی مراحل گلدهی و بذردهی برخی از گونه های مهم مرتعی حوضه آبخیز قوری چای نامطلوب می باشد این مهم از طریق نمودار آمبروترمیک ایستگاه پارس آباد مغان و همچنین شاخص خشکسالی SPI 1 ماهه طی دوره آماری 1375- 1395 بدست آمد اما براساس پیش بینی مقادیر دما و بارش که با استفاده مدل CanESM2 از سری مدل های گزارش پنچم اخذ گردید،  این شرایط طی سال های آینده (1385- 1477) خشک تر بوده و دوره رشد پوشش مرتعی از 6 ماه به 3 ماه کاهش می یابدکه این امر با توجه به اهمییت بالای مراتع به عنوان ذخایر طبیعی، نیاز به اجرای طرح های مدیریتی و آبخیزداری در منطقه مورد مطالعه را دارد.

امروزه تغییرات اقلیمی ناشی از افزایش غلظت گازهای گلخانه ای موجب افزایش رخداد های حدی و مخاطرات جوی شده است. هدف از این پژوهش، تحلیل و بررسی آینده اقلیم بر مخاطرات جوی منطقه سیستان است. در این مطالعه جهت شبیه سازی داده های کمینه و بیشینه دما از داده های مدل CanESM2 تحت سه سناریوی (RCP2.6 ,RCP4.5 ,RCP8.5 ) با ریزگردانی آماری SDSM و جهت شبیه سازی داده های بارش از مدل Hadcm3 تحت سناریوهای (A1B ,A2, B1) با ریز گردانی آماری LARS-WG استفاده شده است. بدین منظور، پس از انجام واسنجی، صحت سنجی و مدلسازی داده ها در ایستگاه منتخب، کارایی مدل از نظر میزان انطباق داده های پایه دما (2005-1984) و بارش (2015-1986) با مقادیر شبیه سازی (2039-2020) در سطح اطمینان معنی داری مورد ارزیابی قرار گرفتند. جهت انطباق داده های پایه با داده های شبیه سازی شده از سه معیار ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE)، ضریب تعیین (R2) و میانگین مربعات خطا (MSE) استفاده شده است. با توجه به داده های شبیه سازی شده چهار مخاطره مهم جوی یخبندان، امواج گرمایی، بارش های حدی و خشکسالی مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که امواج گرمایی و خشکسالی در آینده تهدیدات جدی در منطقه هستند بطوریکه در سال 2021 و تحت سناریوی انتشارRCP 2.6 ، 32 موج گرما پیش بینی شده و محدوده مورد مطالعه بیشتر از 5 موج گرما را در سال تجربه خواهد کرد. همچنین بیشترین فراوانی خشکسالی در سال 2020 و تحت سناریوی انتشارA1B پیش بینی گردیده است. بارش های حدی در بعضی از سالها و تحت سناریویB1 می توانند تهدید قابل توجهی در منطقه باشند. شدت و فراوانی یخبندان سالانه تحت سناریوی انتشار RCP2.6 نسبت به سناریوهای دیگر بیشتر و نسبت به تهدیدات جوی بررسی شده کمتر است.

در قرن بیست ویکم، تغییر اقلیم به خصوص تغییر در مقادیر حدی عناصر اقلیمی به عنوان یک تهدید بزرگ برای جوامع بشری و محیط طبیعی مطرح است. هدف اصلی پژوهش حاضر، شبیه سازی و پیش بینی امواج گرمایی ایران بر پایه مدل های گردش عمومی است. برای شناسایی امواج گرمایی، از «شاخص روزانه بزرگی موج گرما» (HWMId) بر پایه دماهای حداکثر روزانه 44 ایستگاه سینوپتیک کشور در یک دوره 31 ساله (1985 تا 2015) استفاده شده است. همچنین برای پیش بینی امواج گرمایی آینده کشور با این شاخص بین سال های 2015 تا 2045، داده های مدل CanESM2 تحت سناریوی RCP4.5 توسط مدل SDSM ریزمقیاس نمایی شده است. نتایج تحقیق نشان داد که در مجموع، انطباق مناسبی بین نقشه های دیدبانی و شبیه سازی شده وجود دارد. میانگین فراوانی امواج پیش بینی شده سالانه در مناطق مختلف کشور بین 2 تا 12 رخداد است که هسته بیشینه آنها بر روی ایستگاه های شیراز، شهرکرد و امیدیه قرار می گیرد. بیشترین و بزرگ ترین امواج گرمایی در آینده ابتدا برای فصل تابستان و سپس با فاصله برای فصول زمستان و بهار پیش بینی می شود. الگوهای متفاوتی از توزیع مکانی امواج گرمایی پیش بینی شده در ایران مشاهده می شود. در فصول بهار و تابستان، و همچنین در مقیاس سالانه، بیشینه «بزرگی» و «تعداد» امواج گرمایی شبیه سازی شده، بر روی جنوب غرب و نیمه غربی ایران و ایستگاه گرگان متمرکز است. در فصل پاییز مرکز بیشینه بر روی مناطق داخلی ایران قرار می گیرد و به صورت یک بیضی از شمال غرب تا جنوب شرق کشور کشیده می شود. از نظر ارتباط با عوامل جغرافیایی، در فصل تابستان با حرکت به عرض های جغرافیایی بالاتر و در فصل بهار با حرکت به سمت شرق کشور، شاهد کاهش معنی دار امواج گرمایی هستیم. تعداد و بزرگی امواج گرمایی کشور در مقیاس های سالانه و فصلی تا سال 2045 افزایش می یابد که بیشترین نرخ افزایشی متعلق به فصل تابستان است. بیشترین تعداد امواج گرمایی برای سال 2043 با 5/10 واقعه پیش بینی شده است.