ارزیابی اثر تغییر اقلیم بر مشخصه‌های سیلاب در غرب ایران تحت شرایط اقلیم آینده

نوع مقاله : پژوهشی

نویسنده

محمد باعقیده

دانشیار اقلیم‌شناسی، گروه آب‌وهواشناسی و ژئومرفولوزی، دانشکدۀ جغرافیا و علوم محیطی، دانشگاه حکیم سبزواری، سبزوار، ایران

https://doi.org/10.22067/jgrd.2025.90801.1492

چکیده

تغییر اقلیم یکی از چالش‌های اصلی زیست‌محیطی دهه‌های اخیر است که تأثیرات قابل‌توجهی بر منابع آب و بروز پدیده‌های فرین هیدرواقلیمی مانند سیلاب‌ها داشته است. پژوهش پیش‌رو به ارزیابی تأثیر تغییر اقلیم بر شاخص‌های سیلاب (احتمال بازگشت، شدت و مدت) در حوضه آبخیز دز در دهه‌های آینده می‌پردازد. تحلیل تغییر اقلیم، بررسی عدم قطعیت ‌و اعمال روش‌های تصحیح خطا از دیگر اهداف مرحله‌ای پژوهش در مسیر بهبود مدیریت ریسک هستند. برای انجام این پژوهش، داده‌های دما و بارش از پنج مدل اقلیمی متعلق به دو پایگاه داده CORDEX-WAS و 2W2E تحلیل شدند. دو مدل HadGEM2-ES  و MIROC-MIROC5 برای شبیه‌سازی سه بازه زمانی 20 ساله تحت سه سناریوی منتخب به کار گرفته شدند. پس از واسنجی مدل SWAT برای شبیه‌سازی جریان روزانه، داده‌های ریزگردانی به‌منظور پیش‌نمایی جریان در دوره‌های آتی وارد مدل شدند و شاخص‌های مرتبط با سیلاب محاسبه گردیدند. نتایج در مجموع حکایت از کاهش بارش و افزایش دما نسبت به دورۀ مشاهده دارد و پایگاه داده 2W2E کاهش بارش و افزایش دمای بیشتری را نسبت به پایگاه  CORDEX- WASبرای هر دو مدل پیش‌نمایی می‌کند. شاخص‌های احتمال بازگشت و مدت سیلاب در هر دو پایگاه کاهش یافتند. با‌این‌حال، تنها شاخص بزرگی سیلاب در CORDEX-WAS باوجود کاهش بارش، روند افزایشی داشت که نشان ‌از افزایش رویدادهای حدی تحت تأثیر تغییر اقلیم است .این پژوهش نشان می‌دهد که تغییر اقلیم در آینده منجر به کاهش احتمال بازگشت و مدت سیلاب خواهد شد، اما بزرگی سیلاب ممکن است تحت شرایط خاص افزایش یابد. این نتایج اهمیت برنامه‌ریزی و پیاده‌سازی راهکارهای مدیریت ریسک سیلاب را برای مقابله با تأثیرات متفاوت تغییر اقلیم برجسته می‌کند.
 
 

کلیدواژه‌ها

تغییر اقلیم

عدم قطعیت

شاخص‌های سیلاب

حوضۀ آبخیز دز

موضوعات

• جغرافیای طبیعی و بر نامه ریزی محیطی

---

مراجع

1. آرخی، ص؛ کرکز، س؛ و عمادالدین، س. (1402). پهنه‌بندی خطر سیلاب تحت تأثیر تغییرات اقلیمی با استفاده از مدل هیدرولوژیکی SWAT در محیط GIS (مطالعه موردی: حوضۀ آبخیز قره‌سو، استان گلستان).پژوهش‌های تغییرات آب و هوایی، 4(14)، 1-26.
2. اسکانی‌کزازی، غ. (1395). شبیه‌سازی اثرات تغییر اقلیم بر روی منابع آب حوضۀ آبریز کارون بزرگ و مدیریت بحران (مورد شهر اهواز). فصلنامۀ علمی-پژوهشی جغرافیا (برنامه‌ریزی منطقه‌ای)، 1(7)، 235-242.
3. بابایی‌فینی، ا؛ قاسمی ا؛ و فتاحی ا. (1393). بررسی اثر تغییر اقلیم بر روند نمایه‌های حدی بارش ایران زمین. تحلیل فضایی مخاطرات محیطی، ۱ (۳)،۸۵-۱۰۳.
4. حجازی‌زاده، ز؛ فتاحی، ا؛ مساح‌بوانی، ع؛ و ناصرزاده، م. (1391). ارزیابی اثرات تغییر اقلیم بر هیدروگراف سیلاب در دوره‌های آتی مطالعه موردی: حوضۀ آبریز بختیاری. جغرافیا، 34(10)، 5-24.‎
5. حسنوند، ز؛ یاراحمدی، د؛ و میرهاشمی، ح. (1401). تحلیل روند تغییرات سری زمانی بیشینه بارش روزانه و سالانۀ حوضۀ آبریز کرخه و دز. مخاطرات محیط طبیعی، 11(32)، 149-168.
6. حمیدیان‌پور، م؛ و شجاع، ف. (1401). مقدمه‌ای بر روش‌ها و شگردهای مدل‌سازی اقلیم و تغییر اقلیم. انتشارات دانشگاه سیستان و بلوچستان.
7. زرین، آ؛ و داداشی‌رودباری، ع. (1400).‎ تأثیر تغییر اقلیم بر بارش‌های سنگین ایران با به‌کارگیری مدل همادی CMIP6. نشریۀ آب و توسعۀ پایدار، 4 (8)، 119-124.
8. سالاری‌فنودی،م؛ خسروی، م؛ طاوسی، ت؛ و حمیدیان پور، م. (1399) مقایسه و ارزیابی دقت داده‌های شبکه‌ای بارش تابستانه پایگاه CORDEX با داده‌های ایستگاهی (موردکاوی: بارش تابستانه جنوب شرق ایران)،. پژوهش‌های اقلیم‌شناسی، شماره 40،11(43)،15-32.
9. سیدکابلی، ح. (1395). تصویرسازی دمای هوا و تبخیر از مخازن آب، در شرایط تغییر اقلیم آتی (مطالعه موردی: سد دز). مجلۀ پژوهش آب ایران، شماره4، پیاپی 23 ، 101-۱۱۰.
10. عسگری، ا؛ باعقیده، م؛ انتظاری، ع؛ حسینی، م؛ و کامیار، ا. (1401). تحلیل تغییرات حجم مخزن و جریان ورودی به سد دز تحت شرایط تغییر اقلیم. پژوهش‌های جغرافیای طبیعی، 3(54)،365-384.
11. عسگری، ا؛ شوریان، م؛ و لطفی، س. (1399). ارزیابی اثر تغییر اقلیم بر شاخص‌های سیلاب (مطالعه موردی: حوضۀ آبریز دز). هشتمین کنفرانس ملی مدیریت منابع آب ایران، مشهد.
12. قدمی، م؛ سلطانی، س؛ گودرزی، م؛ نادری، س؛ و تیموری، ح. (1397). اثر تغییر اقلیم بر جریان روزانه در حوضۀ رودخانه سزار. علوم و مهندسی آبخیزداری ایران، شماره 41، 85-95.
13. کاشکی، ع؛ و قربانی، ح. (1403). ارزیابی تغییرات بلندمدت مشخصه‌های مخاطرات خشکسالی و سیل در حوضه‌های آبریز جنوب‌شرق ایران. پژوهش‌های تغییرات آب و هوایی، 19(5)، 55-74.
14. مزیدی، م؛ و خوش‌روش، م. (1395). تأثیر تغییر اقلیم بر فراوانی سیل حوضۀ گرگانرود با استفاده از آنالیز مرتبه اول مدل هیدرولوژیک بارش-رواناب. پژوهش‌های کاربردی علوم آب، 2(2)، 35-44.‎
15. موسوی، ر؛ و معروفی، ص. (1395). بررسی پاسخ هیدرولوژیک جریان رودخانه به تغییر اقلیم (مطالعه موردی: حوضۀ آبریز سد دز). نشریۀ پژوهش‌های حفاظت آب و خاک، 23(6)، 333 –
16. Abbasian, M., Moghim, S., & Abrishamchi, A. (2019). Performance of the general circulation models in simulating temperature and precipitation over Iran. Theoretical and Applied Climatology, 135(3-4), 1465-1483.
17. Abbaspour, K. C., Vaghefi, S. A., Yang, H., & Srinivasan, R. (2019). Global soil, landuse, evapotranspiration, historical and future weather databases for SWAT Applications. Scientific data, 6(1), 1-11.
18. Abbass, K., Qasim, M. Z., Song, H., Murshed, M., Mahmood, H., & Younis, I. (2022). A review of the global climate change impacts, adaptation, and sustainable mitigation measures. Environmental Science and Pollution Research, 29(28), 42539-42559.
19. Arnold, J. G., Moriasi, D. N., Gassman, P. W., Abbaspour, K. C., White, M. J., Srinivasan, R., & Jha, M. K. (2012). SWAT: Model use calibration and validation. American Society of Agriculture and Biological Engineer, 55(4), 1491-1508.
20. Banda, V. D., Dzwairo, R. B., Singh, S. K., & Kanyerere, T. (2022). Hydrological modelling and climate adaptation under changing climate: a review with a focus in Sub-Saharan Africa. Water, 14(24), 4031.
21. Barman, L., Prasad, R. K., & Sivakumar, B. (2023). Streamflow simulation using soil and water assessment tool (SWAT): application to Periyar River basin in India. ISH Journal of Hydraulic Engineering, 29(sup1), 332-345.
22. Barrow, E., Hulme, M., & Semenov, M. (1996). Effect of using different methods in the construction of climate change scenarios: examples from Europe. Climate Research, 7, 195-211.
23. Bolan, S., Padhye, L. P., Jasemizad, T., Govarthanan, M., Karmegam, N., Wijesekara, H., & Bolan, N. (2023). Impacts of climate change on the fate of contaminants through extreme weather events. Science of the Total Environment, 168388.
24. Furtak, K., & Wolińska, A. (2023). The impact of extreme weather events as a consequence of climate change on the soil moisture and on the quality of the soil environment and agriculture–A review. Catena, 231, 107378.
25. Huang, S., Krysanova, V., & Hattermann, F. (2015). Projections of climate change impacts on floods and droughts in Germany using an ensemble of climate change scenarios. Regional Environmental Change, 15(3), 461-473.
26. Ibebuchi, C. C., Schonbein, D., Adakudlu, M., Xoplaki, E., & Paeth, H. (2022). Comparison of three techniques to adjust daily precipitation biases from regional climate models over Germany. Water, 14(4), 1-17.‏
27. Ionno, A., Arsenault, R., Troin, M., Martel, J. L., & Brissette, F. (2024). Impacts of climate change on flood volumes over North American catchments. Journal of Hydrology, 630, 130688.
28. Iqbal, M. S., Dahri, Z. H., Querner, E. P., Khan, A., & Hofstra, N. (2018). Impact of climate change on flood frequency and intensity in the Kabul River Basin. Geosciences, 8(4), 114.
29. Jayapadma, J. M. M. U., Souma, K., Magome, J., Wickramaarachchi, T. N., & Ishidaira, H. (2024). Integrated assessment of the impacts of climate and land-use changes on future flooding and effective adaptation in the Gin River Basin, Sri Lanka. Journal of Hydrology: Regional Studies, 55, 101919.
30. Kay, A. L., Davies, H. N., Bell, V. A., & Jones, R. G. (2009). Comparison of uncertainty sources for climate change impacts: flood frequency in England. Climatic change, 92(1-2), 41-63.
31. Maghsood, F. F., Moradi, H., Massah Bavani, A. R., Panahi, M., Berndtsson, R., & Hashemi, H. (2019). Climate change impact on flood frequency and source area in northern Iran under CMIP5 scenarios. Water, 11(2), 273.
32. O’Shea, D., Nathan, R., Wasko, C., Ho, M., & Sharma, A. (2024). Evaluation of key flood risk drivers under climate change using a bottom-up approach. Journal of Hydrology, 640, 131694.
33. Shrestha, A., Shrestha, S., Tingsanchali, T., Budhathoki, A., & Ninsawat, S. (2021). Adapting hydropower production to climate change: A case study of Kulekhani Hydropower Project in Nepal. Journal of Cleaner Production, 279, 123483.
34. Tillihal, S. B., & Shukla, A. K. (2023). Flood disaster hazards: a state-of-the-art review of causes, impacts, and monitoring. Advances in Water Resource Planning and Sustainability, 77-95.
35. Vaghefi, S.A., Abbaspour, N., Kamali, B., & Abbaspour, K.C. (2017). A toolkit for climate change analysis and pattern recognition for extreme weather conditions - Case study: California-Baja California Peninsula. Environmental Modelling and Software, 96,181-198.
36. Wasko, C., Nathan, R., Stein, L., & O'Shea, D. (2021). Evidence of shorter more extreme rainfalls and increased flood variability under climate change. Journal of Hydrology, 603, 126994.
37. Wilby, R. L., & Harris, I. (2006). A framework for assessing uncertainties in climate change impacts: Low‐flow scenarios for the River Thames, UK. Water resources research, 42(2).

https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1029/2005WR004065.

38. Willkofer, F., Wood, R. R., & Ludwig, R. (2024). Assessing the impact of climate change on high return levels of peak flows in Bavaria applying the CRCM5 large ensemble. Hydrology and Earth System Sciences, 28(13), 2969-2989.
39. Worku, G., Teferi, E., Bantider, A., & Dile, Y. T. (2021). Modelling hydrological processes under climate change scenarios in the Jemma sub-basin of upper Blue Nile Basin, Ethiopia. Climate Risk Management, 31, 100272.
40. Xu, X., Wang, Y. C., Kalcic, M., Muenich, R. L., Yang, Y. E., & Scavia, D. (2019). Evaluating the impact of climate change on fluvial flood risk in a mixed-use watershed. Environmental modelling & software, 122, 104031.