چشم انداز اثرات تغییر اقلیم بر خشکسالی بر اساس گزارش پنجم IPCC (مطالعه موردی شهر ایلام)

زمینه و هدف: فرایند تغییر اقلیم به ویژه تغییرات دما و بارش و تاثیر آن ها بر پدیده خشکسالی یکی از مهم ترین مسائل مطرح در قلمرو علوم محیطی است. مطالعه تغییرات اقلیمی و تاثیر آن برشدت و تواتر خشکسالی های دهه های آتی می تواند به برنامه ریزی جهت استفاده صحیح منابع آب و سازگاری با آثار مخرب پدیده خشکسالی کمک شایانی نماید. هدف از این مطالعه، بررسی اثرات تغییر اقلیم بر خشکسالی هواشناسی است. بدین منظور در پژوهش حاضر بر اساس روش کار ریزمقیاس گردانی SDSM بارش و دما طی دوره زمانی ۲۰۲۰-۲۱۰۰ با مدل بزرگ مقیاس CanESM۲، پیش بینی و اثرات تغییر اقلیم بر خشکسالی هواشناسی استان ایلام با استفاده از دو شاخص SPI و RDI موردبررسی قرار گرفت.روش پژوهش: در این مطالعه، ابتدا داده های اقلیمی موردنیاز از طریق یکی از سایت های تولید داده گزارش پنجم به دست می آید. از ۲۱ مدل CMIP۵ جهت پیش بینی پارامترهای بارندگی و دمای متوسط در دوره آتی استفاده شده است. برای بررسی میزان عدم قطعیت ناشی از به کارگیری مدل های موردبررسی از روش وزن دهی میانگین های مشاهداتی استفاده شد. در ادامه با استفاده از مدل ریزمقیاس گردانی SDSM داده های هواشناسی تحت سه سناریوی RCP ۴.۵، RCP۲.۶ و RCP۸.۵ مدل جفت شده ی جوی- اقیانوسی CanESM۲ تولید می شود. داده های تاریخی مدل از سال ۱۹۹۳ تا سال ۲۰۰۵ با به کارگیری داده های باز تحلیل NCEP برای واسنجی و طراحی روابط ریزمقیاس گردانی مورداستفاده قرار می گیرند و داده های سال ۲۰۰۶ تا ۲۱۰۰ نیز برای برآورد چشم انداز تغییرات اقلیمی دهه های آتی مورداستفاده قرار می گیرند. سری های زمانی SPI و RDI در سه مقیاس ۳، ۶ و ۱۲ ماهه برای دوره تاریخی و آینده محاسبه شدند. مشخصه های شدت، مدت و فراوانی خشکسالی طبق تئوری ران با انتخاب سطح آستانه برای سری های زمانی SPI و RDI در مقیاس ۳، ۶ و ۱۲ ماهه به دست آمد.یافته ها: بر طبق نتایج حاصل از بررسی عدم قطعیت مدل CanESM۲ نسبت به سایر مدل ها بیشترین وزن را برای هردو متغیر دما و بارش به خود اختصاص داد. آنالیز وجود روند در داده های بارش و دما با آزمون نا پارامتری من - کندال نشان داد که دما در سناریو RCP۸.۵ دارای روند معنادار و مثبت (افزایشی) در سطح معناداری ۰۱/۰ است و بارش دارای روند کاهشی است. نتایج پایش خشکسالی نشان داد در دو شاخص SPI و RDI با افزایش مقیاس زمانی فراوانی دوره های خشک کاهش می یابد که این کاهش با افزایش شدت و مدت خشکسالی توام است. شاخص RDI به دلیل در نظر گرفتن دمای متوسط در محاسبه دوره های خشک، مشخصه های خشکسالی را نسبت به SPI بالاتر نشان می دهد. بزرگ ترین خشکسالی در دوره تاریخی طبق شاخص SPI در مقیاس ۱۲ ماهه دارای شدت ۲۲/۳۸-و مدت ۲۶ ماه می باشد. بزرگ ترین خشکسالی در شاخص RDI در مقیاس ۱۲ ماهه دارای شدت ۱۴/۳۹- و مدت ۲۶ ماه می باشد. منطقه مطالعاتی خشکسالی های شدیدتر و طولانی تری را در آینده طبق هر سه سناریو مدل گردش عمومی جو نسبت به دوره تاریخی تجربه خواهد کرد، به طوری که شدت خشکسالی های تولیدشده توسط سناریوهای RCP۴.۵ RCP۲.۶ و RCP۸.۵ بر اساس SPI ۱۲ ماهه به ترتیب ۱۱، ۵۲ و ۶۵ درصد می باشد. نتایج: نتایج بررسی مدل SDSM و شاخص های خشکسالی SPI و RDI نشان داد که در شرایط اقلیمی آینده برای دوره زمانی ۲۰۲۰-۲۱۰۰ افزایش دما و کاهش بارندگی متحمل است. به طوری که دما ۷۹۸/۳ درجه سانتی گراد افزایش و بارش ۸/۶ درصد کاهش می باید. همچنین نتایج نشان داد منطقه مطالعاتی در آینده خشکسالی های شدیدتر و طولانی تری را نسبت به دوره تاریخی تحت هر سه سناریوهای RCP۲.۶، RCP۴.۵ و RCP۸.۵ تجربه می کند. با افزایش مقیاس زمانی SPI شدت و مدت خشکسالی افزایش می یابد. شاخص RDI از مشابهت رفتاری بالایی با SPI برخوردار بوده، اما شاخص RDI حساس به تغییرات محیطی است و نتایج بهتری را ارائه می دهد.

Keywords:

خشکسالی هواشناسی , سناریوهای RCP , مدل SDSM