LARS-WG

در این پژوهش، نتایج دو الگوی ریزمقیاس نمایی SDSM و مولد آب و هوایی LARS-WG با درنظر گرفتن تحلیل عدم قطعیت روی بارش روزانه، کمینه و بیشینه دمای روزانه مقایسه می شود. منطقة این پژوهش شامل ایستگاه های هواشناسی تبریز و ارومیه به مثابة نمایندة حوضة آبریز دریاچة ارومیه است که آمار بلندمدت آنها موجود است. دورة پایه در این الگوها، داده های دما و بارش روزانة ایستگاه های تبریز و ارومیه در دورة بلندمدت 1990-1961 است. پس از بررسی اولیة داده های روزانه، تحلیل عدم قطعیت روی دو الگوی یادشده در دورة پایه انجام گرفت. در این مقاله، از روش های نموداری و آماری برای مقایسة عملکرد دو روش ریزمقیاس نمایی استفاده شد. در روش نموداری قدرمطلق اختلاف داده های الگوشده و مشاهده شده به صورت ماهانه برای هریک از مؤلفه های بررسی شده، روی نمودار آورده و تحلیل شد. نتایج کلی نشان داد الگوی SDSM در دو ایستگاه بررسی شده، برای کمینه و بیشینه دمای روزانه عملکرد بهتری نسبت به الگوی LARS-WG دارد؛ درحالی که برای بارش روزانه نتایج عملکرد دو الگو تاحدودی در دو ایستگاه مشابه بود.

پیش بینی و ارزیابی میزان تغییرات پارامتر های هواشناسی در اثر تغییر اقلیم به ویژه از منظر مدیریت منابع آب از اهمیت بالایی برخوردار است. مدل LARS یک مدل تولیدکننده داده های هواشناسی است که با ریزمقیاس نمایی مدل های گردش عمومی جو (GCM) اقدام به پیش بینی پارامتر های هواشناسی می نماید. در این مطالعه، ابتدا برای ارزیابی عملکرد 15 مدل مختلف گردش عمومی جو در شبیه سازی داده های بارش، تابش، دمای کمینه و دمای بیشینه ایستگاه سینوپتیک رشت در دوره (2012-2011)، ریزمقیاس آماری هر کدام از مدل های GCM توسط مدل LARS انجام پذیرفت. سپس پیش بینی پارامترهای مذکور بر پایه مدل های GCM منتخب برای دو دوره 30 ساله 2042-2013 و 2072- 2043 انجام شد. نتایج پیش بینی نشان داد در مورد پارامترهای دمای کمینه و بیشینه بیش ترین تغییرات میانگین بلندمدت سالانه نسبت به دوره پایه، در دوره 30 ساله دوم و به ترتیب تحت سناریوی های A2و A1B و به میزان 3/1 و 0/2 درجه سانتی گراد رخ خواهد داد. روند تغییرات تابش در دوره های آینده و برای تمام فصول سال کاهشی خواهد بود. بیش ترین کاهش تحت سناریوی A2 و در دوره دوم 30 ساله به میزان 4/143 مگاژول بر مترمربع و در فصل زمستان رخ خواهد داد. میزان بارش، در اکثر فصول سال در دوره های آتی افزایش خواهدداشت. بر این اساس، بیش ترین افزایش در دوره 30 ساله دوم تحت سناریوی B1 به مقدار 5/55 میلی متر و در فصل پاییز خواهد بود.

خشکسالی، رخدادی طبیعی است که در همه نوع اقلیم مشاهده می شود. این پدیده قادر است خسارات شدیدی به مناطق مستعد وارد سازد. از آنجایی که خشکسالی، کشاورزی سواحل خزر را به دلیل ویژگی خاص خود دستخوش تغییر می کند، این پدیده در سواحل خزر مورد بررسی قرار گرفته شد. هدف این پژوهش، بررسی خشکسالی طی دوره پایه 2010-1961 و آینده 2030-2011 در سواحل جنوبی خزر با استفاده از نمایه SPI(نمره (Zاست. داده های روزانه بارش 5 ایستگاه برای محاسبه مجموع بارش ماهانه و داده های مدلHADCM3 تحت سناریویB1 وA2دریافت شد. برای ریز مقیاس کردن داده هایHADCM3 از دو مدل ریزمقیاس ساز LARS-WGوSDSMاستفاده شد. نتایج نشان داد، مدل LARS_WG قابلیت بالاتری نسبت به مدلSDSMبرای ریزمقیاس کردن داده های بارش دارد. نتایج شبیه سازی مدل LARS-WG، افزایش بارش برای ماه های ژانویه -فوریه- نوامبر – و دسامبر و کاهش آن برای ماه های آگوست و سپتامبر را در هر پنج ایستگاه تخمین زد. نتایج شبیه سازی با مدل LARS-WGبا ضریب تبیین 96 تا 99 درصد، خطای مطلق میانگین 3.6 تا 12.6 میلیمتر و نتایج آزمون های T وF که به ترتیب برای معنی داری میانگین و واریانس داده ها می باشد، معنی دار است. معنی داری 2 میانگین مشاهداتی و شبیه سازی 2 مدل و هم توزیع بودن با دو تست به ترتیب ویلکاکسون و کلموگروف اسمیرنوف ثابت شد. شدت خشکسالی با استفاده ازGISبه نقشه تبدیل شد. نتایج نمره Zسه ماهه با ریزمقیاس سازی مدل LARS-WGنشان داد، بیشترین فراوانی و شدت خشکسالی طی دوره مشاهداتی مربوط به ایستگاه انزلی و رشت است. طی دورهآینده ایستگاه رشت، گرگان و رامسر بالاترین شدت خشکسالی را خواهند داشت. نمره Z6 ماهه مشخص کرد، از نظر فراوانی؛ ایستگاه بابلسر،گرگان و رامسر و از نظر شدت؛ ایستگاه انزلی، رشت و رامسر بالاترین خشکسالی را تجربه کرده اند. درآینده رامسر و سپس رشت و گرگان درجات بالاتر خشکسالی را خواهند داشت. نمره Z12 ماهه نیز بیشترین شدت را برای ایستگاه رامسر و سپس انزلی و برای آینده در رشت، رامسر، بابلسر و انزلی نشان داد. نتایج مشخص کرد، دوره های نرمال بر اساس نمایه نمره Z، دوره های با فراوانی بیشتری نسبت به بقیه دوره ها در هر 5 ایستگاه بوده است.

در این پژوهش به بررسی اثرات تغییر اقلیم بر وضعیت هیدرولوژیکی حوضه آبخیز ارازکوسه پرداخته شده، برای این منظور پس از واسنجی و اعتبارسنجی مدلLARS-WG ، خروجی HadCM3 تحت سناریوی A2 در ایستگاه های ارازکوسه، رامیان و مینودشت برای عناصر اقلیمی بارش، دمای حداقل و دمای حداکثر ریزمقیاس گردید. پارامترهای اقلیمی پیش بینی شده دوره های 2030-2011، 2065-2046 و 2099-2080 به مدل SWATکه در دوره گذشته واسنجی و اعتبارسنجی شده، وارد و رژیم جریان سطحی دهه های مذکور پیش بینی شد. نتایج نشان دهنده افزایش 8/0، 1/2 و 9/4 درجه سانتی گرادی در متوسط دمای سالانه در دوره های نامبرده بود. همچنین بارش در سال های ابتدایی و میانی قرن با افزایش 8/8 و 2/11 درصدی و در سال های انتهایی قرن با کاهش 7/8 درصدی رو به رو خواهد بود. اوج بارش از ماه مارس به دسامبر و به سمت فصول سرد جابه جا خواهد شد. به دنبال تغییرات اقلیمی، دبی رودخانه جاری در منطقه مطالعاتی در آینده نزدیک و متوسط، 13 و 5 درصد افزایش و در آینده دور، 18 درصد کاهش خواهد یافت. میزان آبدهی دهه های آتی رودخانه درفصل تابستان افزایش و در بهار با کاهش رو به رو خواهد بود. همچنین نتایج پیش بینی شده در این خصوص بیانگر جابه جایی دبی اوج سالانه از ماه مارس به آوریل در منطقه مورد پژوهش بود.

هدف پژوهش حاضر، ارزیابی دقت مولد آب وهوایی LARS-WG و داده های CFSR در شبیه سازی پارامترهای اقلیمی (دمای کمینه و بیشینه و بارش) استان چهارمحال و بختیاری است. بدین منظور، از مقایسةشاخص های آماری RMSE، MBE، MAEو R2استفاده شد. در ایستگاه شهرکرد مقادیر RMSE و MAE برای بارش ماهانة داده های CFSR به ترتیب 49/20 و 19/11 میلی متر و برای بارش سالانه 88/92 و 51/72 میلی متر است. این مقادیر بارش، در مورد مدل LARS-WG در مقیاس ماهانه به ترتیب 45/41 و 75/24 میلی متر و در مقیاس سالانه 75/164 و 43/123 میلی متر است. در مجموع، داده های CFSRدر بازة زمانی کوتاه تر (ماهانه و سالانه) دارای آماره های خطاسنجی کمتری نسبت به مدل LARS-WGاست و همبستگی بیشتری با داده های مشاهداتی دارد. بنابراین، در تخمین پارامترهای اقلیمی کوتاه مدت، دقت بالاتری دارد. همچنین، نتایج بیانگر توان مندی مدل LARS-WG در شبیه سازی پارامترهای اقلیمی در بازة زمانی طولانی مدت (دهه) است. به همین دلیل، مقادیر آماره های مذکور در مقیاس های زمانی کوتاه تر، چندان مناسب نیست. بدین ترتیب، باتوجه به اهداف هر تحقیق، می توان از نتایج هر دو روش استفاده کرد. همچنین داده های CFSRدر نقاط فاقد ایستگاه هواشناسی گزینة ارزش مندی محسوب می شود.

امروزه معتبرترین ابزار جهت تولید سناریوهای اقلیمی، مدلهای AOGCM می باشد. از جمله مدلهایی که برای ریز مقیاس نمایی مبتنی بر روشهای آماری استفاده می کنند مدل LARS-WG می باشد، در این مطالعه بر اساس مدل HadCM3 و دو سناریوی A1B، A2 برای دوره پایه ( 1961- 1990) و دوره پیش بینی (2040- 2011) در مقیاس روزانه فرایند ریز مقیاس نمایی انجام شد. و داده های مقادیر مجموع بارش روزانه برای ایستگاههای منتخب تولید شد. بعد از کالیبراسیون مدل و اطمینان از توانمندی مدل در ساخت سری های زمانی بارش که با مقایسه داده های شبیه سازی شده با مقادیر بارش در دوره پایه در سطح اطمینان 95 درصد صورت پذیرفت، جهت بررسی وضعیت خشکسالی، شاخص استاندارد شده بارش (SPI) بکار رفت. نتایج نشان داد که میزان بارش نسبت به دوره پایه طی دوره های آینده نزدیک تحت خروجی های مدل گردش عمومی جو HadCM3 و دو سناریوی A1B، A2 تغییر معنی داری در بیشتر مناطق کشور خواهد داشت. بیشترین درصد تغییر مربوط به جنوب شرقی کشور می باشد که برای هر سه تداوم زمانی 3، 12 و 24 ماهه افزایش خشکسالی را نشان میدهد بطوریکه برای برای تداوم زمانی 12 ماهه و 50 ساله شدت خشکسالی دوره پایه 82/13 بوده ولی در دوره آتی سناریوی A2، 05/15 و در دوره آتی سناریوی A1B ، 39/18 را نشان میدهد. در غرب و شمال کشور نیز بطور مشابه در کلیه تداوم های زمانی شدت خشکسالی در دوره های آتی بیشتر از دوره پایه است، بطوریکه در دوره 24 ماهه و دوره بازگشت 50 ساله شدت خشکسالی پایه 31/16 ولی در دوره آتی A2 ، 65/18 و در دوره آتی A1B، 55/19 را نشان میدهد. در مناطق جنوب، مرکز و شرق کشور مقادیر شدت خشکسالی پایه و آتی با تداوم زمانی 24 ماهه و در دوره برگشت 50 ساله همگی حدود 8/18 بوده و شدت خشکسالی تغییرات زیادی را نشان نمی دهد. شدت خشکسالی در شمال غرب کشور و جنوب غرب کشور در هر سه تداوم زمانی 3، 12 و 24 ماهه در دوره های آتی کمتر از دوره پایه خواهد بود بطوریکه در تداوم زمانی 24 ماهه شدت خشکسالی با دوره برگشت 50 ساله پایه 23 ولی در دوره های آتی 44/18 را نشان میدهد. در نهایت، اگرچه در پیش بینی های بدست آمده از ریزمقیاس گردانی خروجی های مدل های اقلیمی عدم قطعیت هایی وجود دارد که این امر به علت ساختار مدل های گردش عمومی جو، داده های مشاهداتی و ... می باشد اما از آنجایی که مدل های اقلیمی به عنوان معتبرترین ابزار تولید سناریوهای اقلیمی مطرح می باشند، ضروری است مدیران و تصمیم گیران بخش های مختلف منابع آب و کشاورزی نتایج حاصل از چنین پژوهش هایی را نیز مد نظر قرار داده تا امکان برنامه ریزهای بلند مدت میسر شود

در این پژوهش نتایج سه مدل ریزمقیاس نمایی SDSM، شبکة عصبی ANN، و مدل مولد آب وهوایی LARS-WG در شبیه سازی پارامترهای اقلیمی بارش روزانه، کمینه، و بیشینة دمای روزانه در منطقة شمال غرب ایران مقایسه شده است. منطقة مورد مطالعه شامل دوازده ایستگاه هواشناسی است که دارای آمار بلندمدت اند. از داده های دما و بارش روزانة ایستگاه ها در دورة 1961 1990 به عنوان دورة پایه در مدل و دورة 1991 2001 به عنوان دورة اعتبارسنجی استفاده شده است. در این بررسی از دو آزمون ناپارامتری و شاخص ریشة مجموع مربعات خطای مدل (RMSE) برای مقایسة دقت سه مدل استفاده شده است. نتایج نشان داد برای دماهای کمینه و بیشینه عملکرد مدل ANN بهتر از دو مدل دیگر است. برای داده های بارش، طبق شاخص RMSE، دقتِ مدل SDSM نسبت به دو مدل دیگر بیشتر است. بر اساس آزمون ناپارامتری من - ویتنی، عملکرد دو مدلِ SDSM و LARS-WG یکسان و بهتر از مدل ANN بود. تحلیل مکانی عملکرد سه مدل نشان می دهد که عملکرد مدل ها بسته به نوع اقلیم منطقه است؛ به طوری که منطقة جنوب غرب آذربایجان شرقی و کردستان، به سبب ناپایداری های بیشتر، عملکرد پایین تری دارند.

علاوه بر تغییر اقلیم، تغییر کاربری اراضی به عنوان یک عامل جانبی اثرات مهمی بر سیلاب دارد. لذا پیش-بینی اثر این دو پارامتر بر وضعیت سیلاب دهه های آتی، راهگشای مقابله با این پدیده خواهد بود. هدف از مطالعه حاضر پیش بینی وضعیت هیدرولوژیکی حوزه آبخیز اسکندری در دهه آتی تحت اثر تغییر اقلیم و تغییر کاربری اراضی می باشد. جهت بررسی تغییرات اقلیمی دهه ۲۰۲۰، برونداد مدل HadCM۳ تحت سناریوهای A۲ و B۱ توسط مدل LARS-WG ریزمقیاس گردید. پس از بررسی تغییرات کاربری-اراضی گذشته، دو سناریو جهت پیش بینی تغییرات آن در آینده طراحی شد. در انتها با تغییر هایتوگراف بارش و کاربری اراضی در مدلHEC-HMS که برای دوره گذشته کالیبره و اعتبارسنجی شده، اثر تغییر اقلیم و کاربری اراضی بر سیلاب منطقه مطالعاتی مورد بررسی قرار گرفته شد. نتایج نشان دهنده افزایش ۲/۷ تا ۹/۱۰ درصدی بارش متوسط سالانه دهه ۲۰۲۰ می باشد. افزایش توأمان دمای حداقل و حداکثر منطقه مطالعاتی در تمامی ماه ها موجب افزایش ۸۲/۰ تا ۰۲/۱ درجه سانتی گرادی دمای متوسط سالانه خواهد شد. افزایش دبی اوج و حجم سیلاب در ماه های مارس، اکتبر و فوریه و کاهش آن در ماه آوریل پیش بینی شده است. به طوری که در صورت تغییر کاربری اراضی همراه با تغییر اقلیم این افزایش شدیدتر خواهد بود.

هدف از این پژوهش شبیه سازی عملکرد ذرت با سناریو های تغییر اقلیم در وضع موجود وآینده است. از این رو جهت بررسی اقلیم منطقه داده های روزانه، دمای کمینه وبیشینه، بارش و تشعشع در طی دوره(2016-1987)استفاده شده است. برای شبیه سازی اقلیم آینده ابتدا داده های مدلIPCM4 تحت سناریوهای A1, B2،A1B و دهه های 30 و 50 با مدل LARS-WGریز مقیاس گردید. قبل از شبیه سازی عملکرد ذرت، مدل زراعی APSIM ارزیابی و واسنجی شد. برای محاسبه عملکرد دانه ذرت،خروجی مدل لارس، و همچنین تاریخ کاشت و رقم به عنوان ورودی های مدل زراعی APSIMاستفاده شده است و با روش آنالیز واریانس عملکرد ذرت در دهه های مختلف مقایسه شد. نتایج نشان داد که تغییر عناصر اقلیمی در میزان عملکرد ذرت موثر است و در دوره پایه بیش ترین عملکرد دانه در شهرستان های فساو کم ترین در شهرستان آباده مشاهده شده است. در شرایط تغییر اقلیم آینده تحت سناریوهای مختلف انتشار،عملکرد دانه ذرت در استان فارس به غیر از شهرستان آباده، روند کاهشی را در دو دوره آینده نسبت به دوره پایه خواهد داشت.

برنج  مهم ترین محصول غذایی و تأثیرگذار در اقتص اد جمعیت ساکن مناطق شمالی ایران محسوب شده؛ به همین دلیل نیازمند برنامه ریزی و مدیریت جدید در زمینه تأثیرات عوامل محیطی- اقلیمی بر روی آن می باشد. در این پژوهش میزان عملکرد محصول برنج برای بازه زمانی 2039-2010 با استفاده از داده های روزانه بارندگی، دمای حداقل، دمای حداکثر و ساعات آفتابیِ ایستگاه های هواشناسی نوشهر، بابلسر و قراخیل مورد بررسی قرار گرفت. از مدل  Lars-WGبرای شبیه سازی پارامترهای هواشناسی و از معادلات رگرسیون چند متغیره جهت پیش بینی میزان عملکرد برنج استفاده شد. نتایج پژوهش نشان داد نوسانات هر یک از پارامترهای دمای حداکثر سپتامبر، دمای حداقل ماه مِی، ساعات آفتابی آگوست و حداکثر دمای سپتامبر موجب نوسان در میزان عملکرد محصول برنج خواهد شد. در ایستگاه نوشهر حساسیت و انطباق بیشتری بین متغیر ساعات آفتابی آگوست و عملکرد محصول برنج مشاهده شد اما بارندگی آوریل یک انطباق نسبی با عملکرد برنج را نشان داد. در ایستگاه قراخیل دمای حداکثر سپتامبر و دمای حداقل در ماه می از حساسیت و انطباق قویتری نسبت به عملکرد محصول برنج برخوردار خواهد بود. اما در مجموع، عملکرد برنج در دو ایستگاه نوشهر و قراخیل واکنش مشابهی نسبت به پارامترهای اقلیمی خواهد داشت و بیشترین انطباق و حساسیت بین عملکرد محصول برنج و حداکثر دمای سپتامبر در ایستگاه بابلسر پیش بینی شد. تولید محصول برنج در مناطق نوشهر و قائمشهر از 2010 تا 2029 کاهش خواهد یافت و در منطقه بابلسر از 2010 تا 2019 افزایش یافته و سپس از 2020 تا 2029 روند کاهشی خواهد داشت اما از 2030 تا 2039 برای هر سه ایستگاه در تولید محصول برنج روند افزایشی پیش بینی شد

امروزه پیش بینی بلندمدت متغیرهای اقلیمی برای اطلاع از میزان تغییرات و درنتیجه درنظر گرفتن تمهیدات لازم برای تعدیل اثرات سوء ناشی از تغییر اقلیم مورد توجه اقلیم شناسان و پژوهشگران قرار گرفته است، در این تحقیق اثرات احتمالی تغییر اقلیم بر پارامترهای بارش روزانه، حداقل و حداکثر دما و ساعات آفتابی در حوضه آبریز دریاچه ارومیه (ایستگاه های سینوپتیک ارومیه، تبریز و سقز) که دارای آمار بلند مدت بودند در دوره 2009- 1980 مورد بررسی قرار گرفت. پیش بینی ها تحت سناریوی منطقه ای A2 با استفاده از مدل گردش عمومی جو  HadCM3 برای دوره زمانی 2040-2011 انجام شد، برای ریز مقیاس نمایی از مدلLars-WG  استفاده گردید. نتایج حاکی از کاهش بارش می باشد. بیشترین کاهش مربوط به ماه آوریل به میزان 5/7 درصد و بیشترین افزایش آن مربوط به ماه فوریه به میزان 28/5 درصد خواهد بود. درمجموع کاهش 03/4 درصدی بارش سالانه درکل حوضه آبریز دریاچه ارومیه پیش بینی می شود. میانگین دمای حداقل، افزایش 64/0  تا 35/1 درجه سانتیگرادی درکل حوضه خواهد داشت و بیشترین افزایش دمای حداکثر درماه نوامبر به میزان 27/1 و کمترین افزایش آن در ماه ژانویه به میزان 33/0 درجه خواهد بود. میانگین ساعات آفتابی حوضه دردوره محاسباتی تغییرات اندک و نامحسوسی خواهد داشت.

با توجه به اهمیت بارش برف در تأمین آب مناطق مختلف بویژه در نواحی کوهستانی، برآورد دقیق آب معادل برف و همچنین تغییرات سطح پوشش آن می تواند در بخش های کشاورزی، انرژی، مدیریت مخزن و هشدار سیل مؤثر باشد. در این مطالعه، رواناب ناشی از ذوب برف در حوضه شهرچای تحت شرایط تغییر اقلیم، بررسی شد. برای این منظور نخست، سطح پوشش برف برای سال آبی 92-91 با استفاده از تصاویر روزانه ماهواره ترا- مودیس در محیط نرم افزار ENVI استخراج گردید. سپس در نرم افزار GIS مشخصات فیزیوگرافی حوضه بدست آمد. در مرحله بعد با وارد کردن داده های پوشش برف، متغیرهای هواشناختی و پارامترهای لازم به مدلSRM ، رواناب ناشی از ذوب برف شبیه سازی شد. سپس خروجی 6 مدل گردش عمومی جو تحت سه سناریوی A 2 , A 1 B و B 1 با مدل آماری LARS-WG ریزمقیاس شدند، سپس از طریق مقایسه خروجی مدل ها در دوره آتی با دوره پایه بصورت ماهانه توسط شاخص های آماری بهترین مدل و سناریو برای تولید داده های دمای هوا و بارش در دوره آماری 2030-2011 انتخاب شد. در نتیجه برای تولید بارش از مدل HADCM3 تحت سناریوی A 1 B و برای تولید دما نیز از مدل MPEH5 و تحت سناریوی A 2 استفاده شد. برای برآورد میزان تغییر رواناب ناشی از ذوب برف در شرایط تغییر اقلیم میزان تغییرات داده های دما و بارش ماهانه تحت مدل و سناریوهای منتخب در دوره آتی با دوره پایه در طول دوره شبیه سازی به مدل SRM وارد شد. نتایج نشان داد که رواناب ناشی از ذوب برف در اواخر فصل بهار کاهش می یابد. همچنین دبی اوج در مقایسه با دوره پایه زودتر ظاهر شده و مقدار آن نسبت به دوره پایه بیشتر پیش بینی شد.

مبسوط بیان مسئله: سرما و یخبندان از مهم ترین پارامترهای اقلیمی در زمینه اقلیم کشاورزی می باشد که آسیب های ناشی از آن ها، امکان تولید بسیاری از محصولات کشاورزی و باغی را در مناطق آسیب پذیر کاهش می دهد. سرما و یخبندان، یکی از مخاطرات اقلیمی است که همه ساله باعث ایجاد خسارت در فعالیت های مختلف می گردد. مهم ترین بخشی که آسیب جدی و بیشترین خسارت را از یخبندان می بیند، بخش کشاورزی است . سرما و یخبندان های شدید برای بسیاری از گیاهان زراعی و باغی نتایج زیان بار و نابود کننده ای را در پی دارد، به طوری که در برخی سال ها میلیاردها ریال خسارت به باغداران، زارعین و در نهایت منافع ملی کشور وارد می شود . با توجه به اینکه منطقه شمال غرب ایران هر ساله خسارات مالی زیادی را در اثر رخداد مخاطرات جوی بخصوص سرما و یخبندان متحمل می شود. شناسایی و پهنه بندی فضایی مناطق دارای پتانسیل بالای مخاطره سرما و یخبندان و پیش بینی زمان وقوع آن ها، می تواند اطلاعات مناسب و با ارزشی را در جهت پیشگیری و کاهش خسارات فراهم آورد که در این پژوهش با استفاده مدل جهانی HadCM3 تحت دو سناریوی A2 و B1 و مدل ریزمقیاس گردانی LARS-WG به این امر پرداخته می شود. روش تحقیق: بررسی زمان وقوع و پیش بینی تغییرات آن ها در آینده از اهمیت زیادی برخوردار است. بدین منظور مدل های گردش عمومی جو ( GCM ) طراحی شده اند که می توانند پارامترهای اقلیمی را در آینده شبیه سازی کنند. لذا در این پژوهش داده های خروجی مدل گردش عمومی HadCM3 تحت دو سناریوی انتشار A2 و B1 توسط مدل آماری LARS - WG در 21 ایستگاه سینوپتیک واقع در شمال غرب ایران ریز گردانی شد و نتایج حاصل از آن در دوره پایه (2010-1980) و دهه 2020 (2030-2011) برای دو متغیر اقلیمی دمای کمینه و دمای بیشینه مورد ارزیابی قرار گرفت. سپس تاریخ وقوع اولین و آخرین یخبندان و سرمای پاییزه و بهاره استخراج و تاریخ وقوع آن ها در آینده محاسبه شد. نتابج و بحث: بررسی میانگین ماهانه دمای حداقل ایستگاه های مورد مطالعه در دهه 2020 و دوره پایه نشان می دهد که میزان دما بر اساس هر دو سناریوی مورد بررسی و در همه ماه ها و در بیشتر ایستگاه های مطالعاتی نسبت به دوره پایه افزایش یافته است. بیشترین تغییرات دمای کمینه در منطقه مورد مطالعه بر اساس متوسط سناریوهای مورد بررسی در این دهه مربوط به ایستگاه های ابهر، اردبیل، خوی و ارومیه به میزان 8/0 درجه سلسیوس می باشد؛ در واقع دماهای کمینه ای که در این ایستگاه ها در دوره پایه اتفاق افتاده است در دوره آینده مشاهده نشده و روند گرمایشی از خود نشان داده است که میزان آن در دوره آتی در سطح منطقه مورد مطالعه در دهه 2020 بین 4/0 تا 8/0 نسبت به دوره پایه خواهد بود. نتایج حاصل نشان از افزایش در میانگین ماهانه حداقل و حداکثر دمای روزانه در دوره آتی تا حدود 8/0 درجه سلسیوس دارد. نتایج حاصل از بررسی اولین و آخرین یخبندان در دهه 2020 نشان می دهد که در سطح منطقه مورد مطالعه اولین یخبندان زودرس پاییزه بین 2 تا 9 روز دیرتر اتفاق می افتد که کمترین تغییرات در تاریخ شروع یخبندان ها نیز مربوط به دو ایستگاه قزوین و مشکین شهر هر کدام با 2 روز تغییر نسبت به دوره پایه می باشد. آخرین یخبندان دیررس بهاره نیز بین 3 تا 10 روز زودتر در سطح منطقه به پایان می رسد که با این وصف طول دوره یخبندان ها در تمامی ایستگاه های مورد مطالعه کاهش خواهد که یافت که بیشترین کاهش مربوط به ایستگاه خوی با 16 روز و سپس ایستگاه های ارومیه و اردبیل هر دو با 14 روز و کمترین کاهش مربوط به ایستگاه مشکین شهر به 6 روز می باشد. بر اساس نتایج حاصل تغییرات در تاریخ شروع یخبندان های زودرس کمتر از تغییرات نسبت به یخبندان های دیررس می باشد. بر این اساس بررسی وضعیت یخبندان ها و سرماها نیز در بیشتر ایستگاه های مورد بررسی نشان می دهد که اولین سرما و یخبندان های پاییزه در دوره آتی دیرتر از قبل آغاز شده و سرما و یخبندان های بهاره نیز زودتر به پایان می رسند. کمترین تغییرات مربوط به جنوب شرق منطقه مورد مطالعه و مناطق مشکین شهر و سراب و بیشترین تغییرات طول دوره یخبندان مربوط به مناطق خوی، ارومیه، تبریز و اهر می باشد با توجه به نتایج حاصل بیشتر مناطق مورد مطالعه به طور متوسط بین 10 تا 12 روز کاهش در طول دوره یخبندان را نسبت به دوره پایه تجربه خواهند کرد. نتیجه گیری: نتایج حاصل نشان از افزایش در میانگین ماهانه حداقل و حداکثر دمای روزانه در دوره آتی تا حدود 8/0 درجه سلسیوس دارد. بر این اساس بررسی وضعیت یخبندان ها و سرماها نیز در بیشتر ایستگاه های مورد بررسی نشان می دهد که اولین سرما و یخبندان های پاییزه در دوره آتی دیرتر از قبل آغاز شده و سرما و یخبندان های بهاره نیز زودتر به پایان می رسند. ه

برآورد رسوب دهی رودخانه به دلیل پیچیدگی های آن یکی از مواردی است که مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است. اﺳﺘﻔﺎده از ﻣﻨﺤﻨﯽﻫﺎی ﺳﻨﺠﻪرﺳﻮب و راﺑﻄﻪ ﺗﻮاﻧﯽ ﺑﺮازش داده ﺷﺪه ﺑﯿﻦ دادهﻫﺎی دﺑﯽ و ﻏﻠﻈﺖ رﺳﻮب ﻣﻌﻠّﻖ ﯾﮑﯽ از ﻣﺘﺪاولﺗﺮﯾﻦ روشﻫﺎی ﺗﻌﯿﯿﻦ ﻣﯿﺰان ﻏﻠﻈﺖ رﺳﻮب ﻣﻌﻠّﻖ اﺳﺖ. از طرفی پدیده تغییر اقلیم با تأثیر روی بارش، درجه حرارت و دبی جریان تولیدی، به صورت غیرمستقیم کیفیت آب را نیز تحت تأثیر قرارمی دهد. هدف پژوهش حاضر به دست آوردن تغییرات رسوب طی دهه آینده (2030-2011) با استفاده از معادله سنجه رسوب می باشد. برای این منظور از مدل هیدرولوژیکی IHACRES و مدل اقلیمی LARS-WG استفاده شد. مدل IHACRES ابتدا برای 7 ایستگاه هیدرومتری واسنجی و اعتبارسنجی شد سپس با به کارگیری مدل LARS-WG میزان تغییرات درجه حرارت حداقل، حداکثر و بارندگی برای دوره آینده به دست آمد. این تغییرات به مدل IHACRES اعمال شد و میزان دبی جریان دوره آتی تخمین زده شد. از طرفی با استفاده از داده های دبی و رسوب مشاهداتی منحنی سنجه رسوب تهیه شد. با تغییر مقادیر دبی جریان در ایستگاه های مطالعاتی مقادیر دبی رسوب معلق برای دوره آتی محاسبه شد. نتایج نشان داد مقدار بارندگی 68/3 درصد کاهش یافته و دمای حداقل 48/16 و دمای حداکثر نیز 39/5 درصد افزایش یافته است. بررسی میزان رواناب طی دهه آینده در ایستگاه های هیدرومتری نشان داد که دبی متوسط به طورکلی 16/0 درصد کاهش یافته است. تعداد وقایع دبی اوج افزایش یافته است که بیش ترین افزایش مربوط به ایستگاه هیدرومتری یامچی با دبی متوسط 09/2 و 16 واقعه دبی اوج بالای 6 مترمکعب برثانیه می باشد. این تغییرات اقلیمی به طور متوسط منجر به کاهش 74 درصدی بار معلق رسوب در ایستگاه های مطالعاتی شده است. نتایج پژوهش حاضر نشان دهنده تأثیر قابل توجه تغییر اقلیم بر حوزه های آبخیز استان اردبیل می باشد و با توجه به اثرات زیست محیطی تغییر اقلیم لازم است راهکارهایی جهت مدیریت مناسب حوزه های آبخیز اتخاذ شود.

پیش بینی تغییرات دماهای کمینه برای اطلاع از میزان تغییرات آن در آینده و در نظر گرفتن تمهیدات لازم، برای تعدیل اثرات سوء ناشی از تغییرات آب و هوایی بر محصولات کشاورزی از اهیمت زیادی برخوردار است. در این راستا مدل های گردش عمومی جو (GCM) طراحی شده اند که می توانند پارامترهای اقلیمی را شبیه سازی نمایند. در مطالعه حاضر داده های خروجی دو مدل گردش عمومیHadCM3 و MPEH5 براساس دو سناریوی A2 و B1، توسط مدل آماری LARS-WG در 21 ایستگاه سینوپتیک واقع در شمال غرب کشور ریزمقیاس گردانی شد و نتایج حاصل از آن بصورت ماهانه و دوره ای در دوره پایه (2010-1980) و دهه 2050 (2065-2046) برای دمای کمینه مورد ارزیابی و تجزیه و تحلیل قرار گرفت. در ارزیابی مدل LARS-WG به بررسی میزان خطای داده های مشاهداتی و شبیه سازی با استفاده از شاخص های MSE، RMSE، MAE و همچنین ضریب تعیین (R2) پرداخته شد و مدل برای منطقه مناسب ارزیابی گردید. نتایج نشان داد که مقدار دمای کمینه در دوره آینده نسبت به دوره پایه در منطقه شمال غرب افزایش خواهد یافت. این مقدار افزایش دمای هوا در سطح منطقه مورد مطالعه بر اساس مدل های HadCM3 و MPEH5 به طور متوسط، 9/1 و 7/1 درجه سانتی گراد تا افق 2065 نسبت به دوره پایه خواهد بود. نیمه شمالی منطقه شمال غرب ایران از تغییرات دمایی بالاتری نسبت به مناطق نیمه جنوبی برخوردار خواهد بود. در واقع مناطق سردسیرتر عرض های بالا، با تغییرات افزایشی بیشتری در مقدار دماهای کمینه مواجه خواهند شد. نتایج و دستاوردهای این تحقیق برای برنامه های بلند مدت در جهت اقدامات سازگارانه در مدیریت باغهای میوه، تولیدات کشاورزی و مدیریت منابع آبی حائز اهمیت است.

دو پارامتر مهمی که در اقلیم هر منطقه بلاواسطه تاثیرگذار می باشند، دما و بارش می باشند که تغییرات آن ها در زمینه های مختلف از جمله کشاورزی، انرژی، گردشگری و ... تاثیرگذار است. هدف این مطالعه بررسی تغییرات دما و بارش در سه ایستگاه منتخب و شاخص حوضه آبریز سیمره می باشد. برای این منظور از مدل ها و سناریوهای گردش عمومی جو از سری مدل های CMIP5 تحت دو سناریوی RCP45 و RCP85 که با مدل آماری LARS-WG ریزمقیاس شدند، استفاده شد. سپس برای بررسی عدم قطعیت مدل ها و سناریوها، از طریق مقایسه خروجی مدل ها در دوره آتی (2040-2021)، با دوره پایه (2010-1980)، به صورت ماهیانه توسط شاخص های آماری ضریب تعیین (R2) و خطای جذر میانگین مربعات (RMSE)، بهترین مدل و سناریو برای تولید داده های دما و بارش دوره آتی انتخاب شد. در نتیجه برای تولید پارامتر دمای حداقل و حداکثر از مدل HADGEM-2 تحت سناریوی PRC4.5 و برای تولید پارامتر بارش از همان مدل تحت سناریوی PRC 8.5 استفاده شد. نتایج این مطالعه نشان داد که بارش دوره آتی به طور متوسط در سطح حوضه حدود 5/4 % کاهش خواهد یافت در حالی که دمای حداقل 5/1 درجه سانتیگراد و دمای حداکثر 17/2 درجه سانتیگراد افزایش خواهد یافت که بیشترین افزایش مربوط به ما ه های گرم سال می باشد. نکته قابل توجه بر هم خوردن توزیع زمانی بارش و افزایش دما است که احتمالاً بیشتر از کاهش بارش تبعات منفی خواهد داشت.

افزایش گرمایش جهانی به عنوان یکی از مسائل عمده جهانی در قرن حاضر مطرح است. به همین دلیل بررسی و ارزیابی روند آن برای انسان اهمیت دارد، از این رو شبیه سازی این متغیر اقلیمی برای درک آینده بشر می تواند راهگشا باشد. روش های مختلفی برای شبیه سازی و پیش بینی امواج گرمایی وجود دارد که معتبرترین آن ها استفاده از مدل گردش عمومی جو و GCM می باشد. از جمله پرکاربردترین مدل ها جهت ریز مقیاس کردن داده های GCM، مدل آماری LARS-WG می باشد. در تحقیق حاضر، میزان کارایی این مدل جهت ریز مقیاس نمایی امواج گرمایی در ایستگاه جلفا مورد ارزیابی قرار گرفت. برای نیل به این هدف از آماری روزانه ی میانگین دمای بیشینه ی بالای 35 سانتی گراد درجه در دوره آماری معین استفاده شده است. و همچنین برای پیش بینی امواج گرمایی در سال های آینده از داده های دمای بیشینه ی مدل های (CESM-CAM، CMCC-CMS، CAN-ESM، MPI-ESM) تحت سناریو RCP8.5 برای دوره آتی 2022 تا 2065 انجام گرفت. دلیل انتخاب RCP8.5 به علت مطالعه تغییرات امواج گرمایی در بیش ترین شرایط انتشار گازهای گلخانه ای و گرمایش ناشی از آن ها می باشد. نتایج نشان داد امواج گرمایی در دوره آتی (2011-2005) نسبت به دوره پایه دارای توزیع نرمال می باشد؛ بنابراین این نتایج عملکرد بسیار خوب مدل LARS-WG را در شبیه سازی امواج گرمایی نشان می دهد. امواج گرمایی ایستگاه جلفا در دوره های پایه (1990-2020)، دارای بی نظمی و تغییرپذیری شدید رخدادهای سالانه امواج گرمایی، حکایت از تغییرپذیری شدید میانگین دمای سالانه و تنوع عوامل تأثیرگذار بر دمای منطقه دارد. از طرفی دیگر بر اساس پیش بینی مدل های اقلیمی MPI-ESM،CESM-CAM و CMCC-CAM دمای امواج گرمای سالانه ی که در دوره گرم به سوی گرمای بیشتر پیش می روند.

افزایش ناهنجاری های جوی نظیر بارش های ناگهانی، وزش طوفان های شدید، خشک سالی و افزایش دما چند سالی است که در برخی نقاط ایران به چشم می خورد. بارش برف در شهرهای جنوبی و مرکزی کشور پس از ۵۰ سال، سرمای شدید و بارش تگرگ در فصل شکوفه دهی درختان، افزایش متوسط دمای برخی شهرها در سال های اخیر را نمونه هایی از تغییرات محسوس در آب وهوای ایران دانست. مدل های گردش عمومی جو بر اساس سناریوهای انتشار گازهای گلخانه ای اقلیم آینده کره زمین را پیش بینی می کنند. ولی دقت مکانی این مدل ها بسیار کم بوده و نتایج آن ها به منظور بررسی اثرات تغییر اقلیم در علوم مختلف کاربرد ندارد. لذا ریزمقیاس گردانی داده های GCM ضرورت پیدا می کند. ولی دقت این مدل ها به شرایط جغرافیایی و اقلیمی هر منطقه بستگی دارد. در این پژوهش اثرات احتمالی تغییر اقلیم بر پارامترهای اقلیمی روزانه بارش، حداقل، و حداکثر دما در ایستگاه های سینوپتیک شمال خوزستان در دوره ی آماری (2014-1985) مورد بررسی قرار گرفت. پیش بینی ها را با استفاده از سناریوی A2 و B1 و مدل HadCM3 برای دوره زمانی (2030-2011) و (2050-2030) انجام شد. و برای ریز مقیاس گردانی داده هایGCM از نرم افزار LARS-WG استفاده شد. نتایج نشان می دهد که بارش سالانه در منطقه روند نزولی را طی کرده است. و بیشترین افزایش دما، در دمای کمینه بوده است. و این افزایش در فصل زمستان مشهودتر است. و بیشترین افزایش دما در سناریو A2برای افق 2050مشاهده شد.

در سال های اخیر توجه به تغییر اقلیم و اثرات ناشی از آن اهمیت زیادی پیداکرده است که می توان آن را نتیجه پیامدهای اقتصادی، اجتماعی و خسارت های مالی و جانی مربوط به رویدادهای فرین اقلیمی دانست. هدف از این مطالعه بررسی چشم انداز تغییرات دما و بارش های فرین در استان کردستان است. بدین منظور از داده های روزانه بارش، دمای حداقل و دمای حداکثر 6 ایستگاه همدید در طول دوره آماری (2016-1990) بهره گرفته شد. و تغییرات آن ها در دوره (2060-2041) با استفاده از مدل جهانی HadGEM2 تحت دو سناریوی RCP2.6 و RCP8.5 و ریزمقیاس گردانی آماری LARS-WG6 مورد بررسی قرار گرفت. جهت بررسی روند نمایه های فرین اقلیمی نیز 27 شاخص مربوط به بارش و دما با استفاده نرم افزار RClimdex مورد تحلیل قرار گرفت. نتایج حاصل نشان داد که در دوره (2016-1990) شاخص های فرین گرم دارای روندی مثبت و افزایشی هستند. این روند برای شاخص تعداد روزهای تابستانی و بیشینه ماهانه دمای حداکثر روزانه، معنادار است. این در حالی است که شاخص های فرین سرد دارای روند کاهشی و منفی بوده است. این روند فقط برای شاخص تعداد روزهای سرد معنادار بود. بارش های فرین نیز در اغلب ایستگاه ها دارای روند منفی و کاهشی است و این روند در اکثر ایستگاه ها معنادار است. نتایج حاصل از چشم انداز تغییرات اقلیمی نیز نشان داد در دوره آینده میزان دما افزایش و میزان بارش کاهش خواهد یافت.

  پیش بینی اقلیم آینده در هر نقطه ای از زمین، به مدل های عددی رایانه ای که به مدل های گردش عمومی جو معروفند و اقلیم زمین را مدل سازی می کنند، متکی است. در این پژوهش، داده های سناریوی B1 و A1B مدل های BCM2 و HADCM3 برای ارزیابی تأثیر تغییرات اقلیمی بر دمای کمینه و بیشنه، تابش و بارش 12 ایستگاه همدید استان اصفهان توسط مدل آماری LARS-WG ریزمقیاس شدند . برای این منظور، سه مرحله واسنجی، صحت سنجی و مدل سازی مدل ها در ایستگاه های منتخب انجام و کارایی مدل ها از نظر شباهت مقادیر مشاهده شده و مقادیر شبیه سازی شده با استفاده از شاخص های خطا نظیر ریشه میانگین مربعات ( RMSE ) و ضریب تعیین ( CD ) ارزیابی گردید. نتایج به دست آمده نشان داد که مدل A1B - BCM2 در تولید داده های تابش، مدل A1B - HADCM3 در تولید داده های دمای بیشینه و م دل B1 - BCM2 در تولید داده های دمای کمینه و بارش نتایج مناسب تری به دست می دهد. همچنین نتایج حاصل از تحلیل داده ها در مکنز، سنس استیمیتور و من کندال نشان داد که دمای کمینه، دمای بیشینه، تابش و تبخیر و تعرق در کلیه ایستگاه های استان اصفهان طی 2060-2011 روند افزایشی و به جز نائین که افزایش بسیار جزئی بارش را خواهد داشت بقیه ایستگاه ها روند کاهشی بارش را شاهد خواهند بود.