مدل Hadcm3

شناخت و ارزیابی تغییرات اقلیم در دهه های آینده با هدف برنامه ریزی محیطی مناسب در جهت سازگاری و کاهش اثرات آن امری کاملاً ضروری است. در این پژوهش نیز تغییرات دمای حداکثر روزانه بر روی کشور ایران در دو دوره زمانی (70-2041 و 99-2071)و بر اساس خروجی دو مدل گردش عمومی جو Hadcm3و CGCM3 تحت سناریوهای انتشار موجود ( A1B, A2, B1 , B2) مورد بررسی مقایسه ای قرار گرفت. بدین منظور پس از بررسی توانمندی مدل آماری SDSM در شبیه سازی اقلیم دوره پایه (2010-1981)، مقادیر آینده دمای حداکثر روزانه با لحاظ نمودن عدم قطعیت،بر روی 7 ایستگاه سینوپتیک به عنوان نماینده های آب و هوایی انتخابی ایران، ریز مقیاس نمایی گردید. در تحلیل عدم قطعیت مربوط به مدل-سناریوها،مشخص شد که مدل CGCM3 تحت سناریوی B1 در بین مدل-سناریوهای مختلف، بهترین عملکرد را در شبیه سازیدمای آینده داشته است. همچنین یافته های پژوهش بر روی ایستگاه های مورد مطالعه نشان می دهد که دمای ایران به طور متوسط دردهه های میانیو پایانی قرن بیست و یکم، بین 1 تا 2درجه سلسیوسافزایش می یابد، که البته این افزایش دما بر اساس سناریوهای مختلف مدل Hadcm3 نسبت به مدل CGCM3 شدیدتر بوده است.از نظر پراکنش فضایی تغییرات در محیط GIS نیزبر اساس خروجی همه مدل-سناریوها، کمترین افزایش دما بر روی ایستگاه بندرعباس واقع در سواحل پست جنوبی ایران مشاهده شده و بالعکس بر روی ایستگاه تبریز واقع در عرض های شمالی تر و مناطق بلند و کوهستانی ایران، افزایش دما به حداکثر می رسد. در مجموع می توان عوامل مهمو مؤثردر تغییرات آینده دمای ایران را در سه گروه: عاملارتفاع، عرض جغرافیایی و رطوبت جوی دسته بندی نمود. چرا که بر اساس تمامی خروجی های مدل-سناریوها، ارتفاعات عرض های شمالی ایران، بیشترین افزایش دما را تجربه خواهند نمود.

هدف از این تحقیق بررسی و مقایسه شدت خشکسالی در شرایط تغییراقلیم در دو ایستگاه بندرعباس (خشک) و شهرکرد (نیمه خشک) است. به این منظور داده های روزانه بارش، ساعت آفتابی، دمای کمینه و بیشینه مورد استفاده قرار گرفته است. این داده ها به روش آماری و با مدل LARS-WG تحت سه سناریوی A1B, A2 وB1 ریزگردانی شده اند. سپس پارامترهای اقلیمی مذکور برای دوره 2040-2011 شبیه سازی شده و اقدام به استخراج شاخص RDI از داده های پایه و داده های به دست آمده از مدل اقلیمی HADCM3 شده است. بر اساس تمام سناریوهای مورد مطالعه شدت خشکسالی در هر دو ایستگاه افزایش می یابد، بجز سناریوی B1 که کاهش خشکسالی را برای ایستگاه شهرکرد پیش بینی نموده است. در مجموع در ایستگاه بندرعباس طبق سناریوهای A1B، A2 و B1 درصد سال های خشک به ترتیب به میزان 7/6 ، 10 و 10 درصد افزایش می یابد و در ایستگاه شهرکرد به ترتیب به میزان 7/6 و3/3 افزایش می یابد درحالی که طبق سناریوی B1 در حدود 10 درصد از شدت خشکسالی های ایستگاه شهرکرد کاسته می شود.

جهت آشکارسازی تغییر اقلیم از شاخص های اقلیمی متنوعی می توان استفاده کرد که غالبا دما و بارش مدنظر قرار گرفته است. به منظور بررسی اثر تغییر اقلیم بر میزان آب بارش شو در سواحل شمال خلیج فارس اقدام به شبیه سازی آب بارش برای دوره 2017 تا 2050 بر اساس سناریوی RCP4.5 مدل Hadcm3 گردید. جهت تحلیل سری زمانی گذشته و حال آب بارش و آشکار سازی روند این سری زمانی از داده های پایگاه NCEP/NCAR با رزولوشن 125/0 درجه قوسی استفاده گردید. تحلیل سری زمانی آب قابل بارش با استفاده از دو آزمون تخمینگر شیب SENS و آزمون من-کندال انجام شد. نتایج بیانگر آن بود که سری زمانی سالانه آب قابل بارش منطقه روند افزایش داشته است، هر ساله، 05/0 میلی متر، آب بارش شو افزایش داشته و به سمت همگونتر شدن میل کرده است، این میزان افزایش در سطح اطمینان 95/0 معنی دار بوده است. میزان افزایش آب بارش شو در نواحی شرقی منطقه بالاتر از سایر نواحی بوده است. قبل از سال 1989 نوسانات متعددی در سری زمانی آب بارش شوی منطقه مشاهده شده اما هیچ کدام در سطح اطمینان 95/0 معنی دار نبوده است اما از سال 1989 به بعد روند افزایش معنی داری در سطح اطمینان 95/0 داشته است. این رفتار زمانی مکانی آب بارش شو در واقع می تواند در پاسخ به افزایش دمای عمومی منطقه رخ داده باشد و می توان آن را به عنوان نمایه تغییر اقلیم در منطقه مدنظر قرار داد.

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.

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.