چشم‌انداز تغییرات اقلیم‌شناختی دما و بارش در دامنة CORDEX جنوب آسیا (مطالعۀ موردی: حوضۀ آبخیز دز)

نوع مقاله : پژوهشی-مطالعه موردی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری اقلیم شناسی، دانشگاه حکیم سبزواری، سبزوار، ایران

2 دانشیار اقلیم شناسی، دانشگاه حکیم سبزواری، سبزوار، ایران

3 دکتری اقلیم‌شناسی، اداره کل هواشناسی استان اصفهان، اصفهان، ایران

4 دانشیار آبخیزداری، پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری، تهران، ایران

چکیده

اهداف: از آنجایی که بررسی تغییرات اقلیمی، ارائة راهکارهای مناسب سازگاری و کاهش اثرات تغییر اقلیم در هر منطقه نیازمند پیش‌نگری صحیح متغیرهای اقلیمی در آن منطقه است؛ هدف این مقاله ارزیابی دقت مجموعه مدل‌های گردش کلی پایگاهCORDEX  (جنوب آسیا) در شبیه‌سازی دما و بارش به­عنوان متغیرهای تاثیرگذار در جریان حوضه آبخیز دز است.
روش: جهت پیش‌نگری دما و بارش حوضة مذکور، دقت 17 مدل گردش کلی پروژةCORDEX – WAS  (جنوب آسیا) مورد ارزیابی قرار گرفت. از روش عامل تغییر برای تصحیح خطای داده‌های شبیه‌سازی شده در دورة تاریخی و آینده و از نمرة مهارت (SS) برای ارزیابی عملکرد مدل‌ها استفاده شد. شبیه‌سازی این پارامترها برای سه دورة 20 ساله (2099 - 2080، 2069 - 2050 و 2039 - 2020) و تحت دو سناریوRCP4.5  و RCP8.5 برای ایستگاه‌های منتخب انجام شد.
یافته­ها/ نتایج: خروجی‌ها نشان داد شبیه‌سازی مدل‌ها با خطا همراه است و باید قبل از استفاده از آن‌ها در مطالعات تصحیح شوند. براساس (SS) یک مجموعة ده تایی با نمرة مهارت بالا انتخاب شد. اگرچه نتایج مدل‌های انتخابی بیانگر کاهش 11 تا 17 درصدی بارش سالانه برای سناریو RCP4.5 و 8 تا 18 درصدی برای سناریو RCP8.5 در حوضة مورد مطالعه است، ولی بارش فصل پاییز در این محدوده تغییرات افزایشی را نشان می‌دهد. خروجی دمای حداکثر حوضه برای سناریوی انتشار RCP4.5 افزایش 5/1 تا 3 درجه و برای سناریو بدبینانه RCP8.5 افزایش 6/1تا 8/5 درجة سلسیوس را پیش‌نگری می‌کند. این افزایش برای دمای حداقل برای سناریو انتشار RCP4.5 و RCP8.5 به ترتیب مابین 5/1 تا 2/4 و 7/2 تا 3/5 درجه سلسیوس در تغییر است.
نتیجه‌گیری: به طورکلی نتایج حاصل از این پژوهش، بیانگر آن است که این محدوده در دهه‌های آتی به سمت اقلیمی با رطوبت کمتر و دمای بیشتر پیش می‌رود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

An Overview of Climate Changes of Temperature and Precipitation in the CORDEX Range of South Asia (Case Study: Dez Watershed)

نویسندگان [English]

  • Elaheh Asgari 1
  • Mohammad Baaghideh 2
  • Asghar Kamyar 3
  • Alireza Entezari 2
  • Majid Hosseini 4
1 PhD Candidate in Climatology, Hakim Sabzevari University, Sabzevar, Iran
2 Associate Professor in Climatology, Hakim Sabzevari University, Sabzevar, Iran
3 PhD in Climatology, Meteorological Office of Isfahan Province, Isfahan, Iran.
4 Associate Professor in Watershed, Department of Watershed Management, Soil Conservation and Watershed Management Institute, Tehran, Iran

کلیدواژه‌ها [English]

  • Climate change
  • Bias Correction
  • Skill Score (SS)
  • Dez basin
  • CORDEX Climate Models
  1.  

    1. آذری، م؛ مرادی، ح؛ ثقفیان، ب؛ فرامرزی، م.(1392). ارزیابی اثرات هیدرولوژیکی تغییر اقلیم در حوضة آبخیز گرگانرود. نشریة آب و خاک (علوم و صنایع کشاورزی)، 3(27)، 547-537.
    2. اسکانی‌کزازی، غ. (1395). شبیه‌سازی اثرات تغییراقلیم بر روی منابع آب حوضه آبریز کارون بزرگ و مدیریت بحران (مورد شهر اهواز). فصل‌نامة علمی-پژوهشی جغرافیا (برنامه‌ریزی منطقه‌ای)، 1(7)، 242-235.
    3. توکلی، م؛ کریمی، ح؛ نورالهی، ه. (1397). ارزیابی اثرات تغییر اقلیم بر منابع آب حوزة آبخیز سد ایلام. نشریة علمی - پژوهشی مهندسی و مدیریت آبخیز، (2)، 170- 157.
    4. جهانگیر، م؛ نوروزی، ا؛ یاراحمدی، ی. (1397). بررسی تغییرات پارامترهای اقلیمی شهرستان بروجرد در 20 سال آتی با استفاده از مدل HadCM3. اکو هیدرولوژی، (4)، 1353-1345.
    5. حصیرچیان، م؛ ذهبیون، ب؛ خزائی، م. (1397). ارزیابی عملکرد مدلSDSM  در بررسی اثر تغییر اقلیم بر بارش و دما. فصل‌نامة علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب، 9(34)، 119-108.
    6. خوش‌بیان، ع؛ عراقی‌نژاد، ش؛ آقاشریعتمداری، ز. (1398). بررسی اثرات پارامترهای اقلیمی دما و بارش بر وضعیت منابع آبی حوضة آبریز خلیج فارس و دریای عمان با استفاده از پروژة CORDEX. تحقیقات آب و خاک ایران، 3(50)،624-616.
    7. سیدکابلی، ح. (1395). تصویرسازی دمای هوا و تبخیر از مخازن آب، در شرایط تغییر اقلیم آتی (مطالعة موردی : سد دز). مجلة پژوهش آب ایران، (4)، 101-۱۱۰.
    8. قدمی، م؛ سلطانی، س؛ گودرزی، م؛ نادری، س.؛ تیموری، ح. (1397). اثر تغییر اقلیم بر جریان روزانه در حوضة رودخانه سزار. علوم و مهندسی آبخیزداری ایران،(41)، 95-85.
    9. کامیار، ا؛ موحدی، س؛ یزدان‌پناه، ح. (1396). چشم‌انداز دمای کمینه و بیشینة استان اصفهان در افق ۲۰۵۰-۲۰۱۷. نشریة پژوهش‌های اقلیم‌شناسی، (29) 8، 54 – 37.

    10. کامیار، ا؛ یزدان‌پناه، ح؛ موحدی، س. (1397). ارزیابی دقت خروجی مدل‌های منطقه‌ای آب و هوا در ایران. پژوهش‌های جغرافیای طبیعی، (50) 1، 176 – 161.

    11. موسوی، ر؛ معروفی، ص. (1395). بررسی پاسخ هیدرولوژیکی جریان رودخانه به تغییر اقلیم (مطالعة موردی: حوضة آبریز سد دز). نشریة پژوهش‌های حفاظت آب و خاک، (6) 23، 348 – 333.

    12. نادری، س؛ گودرزی، م؛ قدمی دهنو، م. (1396). اثر تغییر اقلیم بر پارامترهای اقلیمی در حوزة سیمره. علوم و مهندسی آبخیزداری ایران، (39)، 76-69.

    13. نصیری، ب؛ یارمرادی، ز. (1396). پیش‌بینی تغییرات پارامترهای اقلیمی استان لرستان در 50 سال آتی‌ با استفاده از مدل HADCM.فصل‌نامة علمی - پژوهشی اطلاعات جغرافیایی(سپهر)، 26(101)، 154-143.

    14. نیکبخت شهبازی، ع. (1397). بررسی میزان تغییرات بارش و تبخیر و تعرق محصولات کشاورزی در استان خوزستان تحت تأثیر تغییر اقلیم. پژوهش‌های حفاظت آب و خاک، (6)، 139 – 123.

     

    1. Abiodun, B. J., Adegoke, J., Abatan, A. A., Ibe, C. A., Egbebiyi, T. S., Engelbrecht, F., & Pinto, I. (2017). Potential impacts of climate change on extreme precipitation over four African coastal cities. Climatic Change, 143(3-4), 399-413.
    2. Aich, V., Akhundzadah, N., Knuerr, A., Khoshbeen, A., Hattermann, F., Paeth, H., & Paton, E. (2017). Climate change in Afghanistan deduced from reanalysis and coordinated regional climate downscaling experiment (CORDEX) - South Asia simulations. Climate, 5(2), 1-25.
    3. Brekke, L. D., Dettinger, M. D., Maurer, E. P., & Anderson, M. (2008). Significance of model credibility in estimating climate projection distributions for regional hydroclimatological risk assessments. Climatic Change, 89(3-4), 371-394.
    4. Endris, H. S., Omondi, P., Jain, S., Lennard, C., Hewitson, B., Chang'a, L., & Panitz, H. J. (2013). Assessment of the performance of CORDEX regional climate models in simulating East African rainfall. Journal of Climate, 26(21), 8453 - 8475.
    5. Fuentes-Franco, R., Coppola, E., Giorgi, F., Pavia, E. G., Diro, G. T., & Graef, F. (2015). Inter-annual variability of precipitation over Southern Mexico and Central America and its relationship to sea surface temperature from a set of future projections from CMIP5 GCMs and RegCM4 CORDEX simulations. Climate Dynamics, 45(1-2), 425-440.
    6. Fuhrer, J. )2003). Agroecosystem responses to combinations of elevated CO2, ozone, and global climate change. Agriculture, Ecosystems and Environment, 97, 1–20.
    7. Giorgi, F., Jones, C., & Asrar, G. (2009). Addressing climate information needs at the regional level: the CORDEX framework, World Meteorol Organ (WMO) Bull, 58, 175-183.
    8. IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change). )2007.( Summary for policymakers. Climate change 2007: The physical science basis. Contribution of working group I to the fourth assessment report of the intergovernmental panel on climate change. Cambridge: Cambridge University Press.
    9. Javan, K., Nasirisaleh. F., & TaheriShahraiyni, H. (2013). The influences of climate change on the runoff Gharesoo River Watershed. American Journal of Climate Change, 2(4), 296-305.
    10. Liuzzo, L., Noto, L. V., Vivoni, E. R., & La Loggia, G. (2010). Basin-scale water resources assessment in Oklahoma under synthetic climate change scenarios using a fully distributed hydrologic model. Journal of hydrologic engineering, 15(2), 107-122.
    11. Ouyang, F., Zhu, Y., Fu, G., Lü, H., Zhang, A., Yu, Z. and Chen, X. (2015). Impacts of climate change under CMIP5 RCP scenarios on streamflow in the Huangnizhuang catchment. Stochastic Environmental Research and Risk Assessment, 29(7), 1781-1795.
    12. Ozturk, T., Turp, M. T., Türkeş, M., & Kurnaz, M. L. (2017). Projected changes in temperature and precipitation climatology of Central Asia CORDEX Region 8 by using RegCM4. 3.5. Atmospheric Research, 183, 296 - 307.
    13. Ozturk, T., Turp, M. T., Türkeş, M., & Kurnaz, M. L. (2018). Future projections of temperature and precipitation climatology for CORDEX-MENA domain using RegCM4. 4. Atmospheric Research, 206, 87-107.
    14. Pierce, D. W., Barnett, T. P., Santer, B. D., & Gleckler, P. J. (2009). Selecting global climate models for regional climate change studies. Proceedings of the National Academy of Sciences, 106(21), 8441-8446.
    15. Saeed, F., Almazroui, M., Islam, N., & Khan, M. S. (2017). Intensification of future heat waves in Pakistan: a study using CORDEX regional climate models ensemble. Natural Hazards, 87(3), 1635 - 1647.  53446903
    16. Sanjay, J., Krishnan, R., Shrestha, A. B., Rajbhandari, R., & Ren, G. Y. (2017). Downscaled climate change projections for the Hindu Kush Himalayan region using CORDEX South Asia regional climate models. Advances in Climate Change Research, 8(3), 185-198.
    17. Seager, R., Ting, M., Held, I., Kushnir, Y., Lu, J., Vecchi, G., & Li, C. (2007). Model projections of an imminent transition to a more arid climate in southwestern North America. Science, 316(5828), 1181 - 1184.
    18. Shongwe, M. E., Lennard, C., Liebmann, B., Kalognomou, E. A., Ntsangwane, L., & Pinto, I. (2015). An evaluation of CORDEX regional climate models in simulating precipitation over Southern Africa. Atmospheric Science Letters, 16(3), 199-207.
    19. Taylor, K. E., Ronald, J. S. & Gerald A. M. )2012(. An overview of CMIP5 and the experiment design, Bulletin of the American Meteorological Society, 93(4), 485-498.
    20. Taylor, K.E. (2001). Summarizing multiple aspects of model performance in a single diagram, Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 106(D7), 7183-7192.  
    21. Terando, A., Keller, K., & Easterling, W. E. (2012). Probabilistic projections of agro‐climate indices in North America. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 117(D8).
    22. Warnatzsch, E. A., & Reay, D. S. (2019). Temperature and precipitation change in Malawi: Evaluation of CORDEX-Africa climate simulations for climate change impact assessments and adaptation planning. Science of the Total Environment, 654, 378-392.
    23. Wilks, D.S.)2011(. Statistical methods in the atmospheric sciences (Vol. 100). Academic Press.
    24. Zhange, J. Y., Wang, G. Q., He, R. M., & Liu, C. S. )2009(. Variation trends of runoffs in the Middle Yellow River Basin and its response to climate change. Adventure Water Sciences. 20, 153-158.