ریزمقیاس نمایی آماری

با توجه به نقش مهم پارامترهای اقلیمی از جمله تابش، دما، بارش و در نهایت تبخیر در مدیریت منابع آب، هدف تحقیق حاضر، بررسی تغییر اقلیم در حوضه آبریز تسوج تحت سناریوهای A2، A1B و B1 و نحوه واکنش تراز آب زیرزمینی به این تغییرات در دوره 2030-2013 می باشد. برای انجام این پژوهش از آمار ایستگاه های تبخیر سنجی چرچر و شرفخانه و ایستگاه سینوپتیک خوی (2012-1985) و هم چنین داده های تراز آب حوضه آبریز تسوج بین سال های 2012-2000 استفاده شد. داده های دما، بارش و ساعات آفتابی با نرم افزار LARS-WG و تراز آب زیرزمینی با شبکه عصبی مصنوعی برای دوره مذکور پیش بینی گردید. نتایج نشان دهنده کاهش بارش و افزایش دما در هر سه سناریوی مورد مطالعه می باشد. حداکثر افت تراز آب در سناریوی A2 و حداقل افت تراز آب زیرزمینی در سناریویB1 اتفاق خواهد افتاد. هم چنین بررسی همبستگی متقاطع نشان دهنده تأثیر بارش بر تراز آب زیرزمینی حوضه تسوج با تأخیر زمانی 2 ماهه می باشد.

شرایط شکننده، متغیر و گاه مخاطره آمیز اقلیم کنونی ایران پیش بینی آینده آن را بسیار ضروری اما سخت نموده است. پیش بینی شرایط اقلیم آینده بوسیله مدل های گردش کلی جو مورد استفاده تحقیقات متعددی به هدف تدقیق محلی نتایج قرار گرفته است. یکی از پرکاربردترین این روش ها، ریزمقیاس نمایی آماری است. این روش در مطالعات اقلیمی به طور گسترده استفاده شده اما تاکنون نتواسته بیان روشنی از شرایط اقلیم آینده ایران به نمایش بگذارد. پژوهش حاضر با هدف تعیین دورنمای شرایط اقلیمی آینده در ایران، تحقیقات انجام گرفته در زمینه ی ریزمقیاس نمایی آماری خروجی مدل های گردش عمومی جو-اقیانوس برای بررسی فراسنج های بارش و دما تحت سناریوهای انتشار مختلف، گردآوری گردید. با روش تحلیل توصیفی-محتوا و مقایسه نتایج، دید جامعی از اقلیم آینده، مخاطرات آن و بویژه تغییر اقلیم در ایران ارایه گردد. در نهایت با توجه به تفاوت های اقلیمی-جغرافیایی سرزمین ایران، نتایج حاصل به طور جداگانه در 6 منطقه بررسی گردید. در منطقه شمال غرب تغییرات بارش کاهشی، کاهشی-نوسانی و کاهشی-انتقالی و دما افزایشی و در منطقه غرب و جنوب غرب تغییرات بارش کاهشی، کاهشی-نوسانی و افزایشی و تغییرات دما افزایشی پیش بینی شده است . منطقه جنوب و جنوب شرق دارای تغییرات کاهشی، کاهشی-نوسانی، نوسانی و افزایشی-نوسانی بارش و تغییرات افزایشی دما خواهد بود . در منطقه شرق و شمال شرق تغییرات بارش نوسانی و کاهشی-نوسانی و تغییرات دما افزایشی-نوسانی است. در منطقه سواحل شمالی، تغییرات بارش کاهشی و افزایشی-نوسانی و دما افزایشی و افزایشی-نوسانی و منطقه جنوب البرز و مرکز ایران نیز دارای تغییرات کاهشی، نوسانی، افزایشی-نوسانی بارش و تغییرات افزایشی دما خواهند بود. با توجه به روند کاهشی بارش و روند افزایشی دما در درصد بسیار بالایی از پهنه سرزمین ایران، رخداد مخاطرات اقلیمی و محیطی ناشی از آن همانند امواج گرمایی، خشکسالی و سیل نیز می تواند در آینده افزایش یابد.

هدف از انجام این پژوهش شناخت و پایش مکانی وردایی دمای کمینه، بیشینه و میانگین هوا بر روی گستره ی ایران زمین بر پایه ی سناریوهای مختلف خط سیر غلظت گازهای گلخانه ای RCP گزارش پنجم هیأت بین دول تغییر اقلیم است. برای نیل به این هدف از سه دسته داده، داده های روزانه دمای کمینه، بیشینه و میانگین برای 42 ایستگاه همدید ایران زمین طی دوره ی پایه (1/1/1979) تا (31/12/2005) برابر با 9862 روز، داده های مربوط به 26 سنجه ی جوی مرکز ملی پیش بینی محیطیNCEP طی بازه ی زمانی یاد شده و داده-های مربوط به سناریوهای تغییر اقلیم بر پایه ی بیلان تابش RCP4.5 ,RCP2.6 و RCP8.5 طی بازه ی زمانی(1/1/2006) تا (31/12/2100) بر روی ایران زمین، استفاده شد. در دوره ی پایه، برای ریزمقیاس کردن از روش آماری چندمتغیره و انتخاب متغیرهای پیش بینی کننده بر پایه ی همخطی نبودن آنها و بیشترین نقش بر متغیر پیش بینی شونده(دما) انجام شد. بعد از استخراج میزان خطا در دوره ی پایه، مقادیر خطا در دوره های آتی و دوره ی پایه حذف شد. یافته ها بیانگر آن است که روش گزینش سنجه های پیش بینی کننده جوی بکارگرفته شده برای ریزمقیاس نمایی آماری عملکرد مناسبی در برآورد مقادیر دما دارد و برای حذف همبستگی  خطی بین متغیرهای پیش بین و شناخت بهتر رفتار سنجه های جوی از طریق انتخاب متغیرهای تأثیرگذار و اساسی بسیار مناسب است. به طور کلی نتایج شبیه سازی سناریوهای بیلان تابش بیانگر افزایش معنادار دمای کمینه، بیشینه و میانگین هوای گستره ی ایران زمین طی قرن بیست و یکم است. نیمه ی غربی کشور افزایش دمای بیشتری را تجربه خواهند کرد. برپایه ی سناریوهای بیلان تابشی RCP2.6، RCP4.5 و RCP8.5 دمای کمینه ی ایران به ترتیب حدود 35/0 ، 6/0 و بیش از 1 درجه ی سانتی گراد بیشتر از دوره ی پایه را تجربه خواهد کرد. دمای بیشینه ی ایران از سال 2070 به بعد شتاب بیشتری به خود خواهد گرفت و نرخ افزایش نسبت به دوره ی پایه 2005-1979 بیش از 1 درجه ی سانتی گراد خواهد شد. شبیه سازی سناریوی RCP8.5 برای گستره ی ایران نشان داد که نرخ افزایش میانگین پهنه ای تغییرات دمای شبانه روزی ایران از دهه ی 2040 به بعد نسبت به دوره ی پایه از مرز 5/0 درجه ی سانتی گراد خواهد گذشت و در پایان قرن بیست و یکم به سه برابر یعنی 5/1 درجه ی سانتی گراد خواهد رسید.