واکاوی تغییرات آتی شاخص های خشکی اقلیمی در آبخیز ایران مرکزی تحت سناریوهای تغییر اقلیم

چکیده مبسوط مقدمه و هدف: مسئله خشکی و بحران آب در فلات مرکزی ایران طی سال های اخیر بدلیل خشکسالی های متوالی و افزایش مصرف آب در بخش های شرب، کشاورزی و صنعت جدی شده است و از آنجاییکه در این آبخیز تنها منبع آب، بارش باران می باشد کاهش میزان بارش با این شدت، می تواند عامل وقوع یک خشکسالی وسیع و در نهایت مهاجرت های گسترده از این نواحی گردد. به­همین دلیل هدف پژوهش حاضر این است که تغییرات شاخص خشکی در پهنه وسیع آبخیز ایران مرکزی را در اقلیم در حال گذار آینده مورد واکاوی قرار دهد. مواد و روش ها: برای رسیدن به­هدف پژوهش نخست، پارامترهای اقلیمی کمینه و بیشینه دمای هوا، ساعات آفتابی و بارش ۴۰ ایستگاه همدید در آبخیز مرکزی ایران برای بازه زمانی ۲۰ ساله (۲۰۱۰-۱۹۹۱) از سازمان هواشناسی کشور دریافت شد. سپس مقدار تبخیر-تعرق پتانسیل، شاخص خشکی و شاخص بارندگی انگوت به تفکیک هر ایستگاه در شرایط فعلی محاسبه گردید. به منظور پیش نگری تغییرات شاخص خشکی در چشم انداز آینده نیز برونداد سه مدل MIROC۵، HadGEM۲-ES و GFDL-CM۳ برای دوره تاریخی (۲۰۱۰-۱۹۹۱) و آینده میانی (۲۰۶۰-۲۰۴۱) تحت سناریوی واداشت تابشی RCP۴.۵، بر پایه مولد تصادفی LARS-WG۶ ریزمقیاس نمایی گردید و پس از ارزیابی دقت مدل ها در مقابل داده های مشاهداتی مقادیر شاخص های مورد نظر در شرایط آینده محاسبه و نقشه های پهنه بندی منطقه مطالعاتی ترسیم شد. یافته ها: پیش نگری تغییرات درصد تبخیر و تعرق تحت سناریوی RCP۴.۵ در دوره (۲۰۶۰-۲۰۴۱) نشان داد که بیشترین تغییر مربوط به ماه های ژانویه، مارس، دسامبر و نوامبر بوده که در این میان، شهرکرد با ۳۶/۸ درصد تغییر در ژانویه نسبت به دوره پایه بیشترین درصد تغییرات افزایشی را به خود اختصاص داده است. از لحاظ رژیم بارشی آبخیز فلات مرکزی مبتنی بر شاخص بارندگی انگوت در شرایط فعلی رژیم بارش از نوع زمستانه داشته که در مدل HadGEM۲-ES با دوره پایه همخوانی دارد اما براساس مدل های MIROC۵ و GFDL-CM۳ نوع بارش زمستانه حال حاضر در تعداد زیادی از ایستگاه ها، به رژیم بارشی همه فصول در آینده تغییر شکل پیدا خواهد کرد. پهنه بندی اقلیمی حوضه مورد مطالعه براساس شاخص خشکی یونپ نیز نشان داد که در شرایط کنونی بیش از نیمی از ایستگاه ها دارای اقلیم خشک هستند و تنها کوهرنگ با شاخص خشکی ۰/۷۸ دارای اقلیم مرطوب و شمیرانات و الیگودرز به ترتیب با ضریب خشکی ۰/۲۱ و ۰/۲۰ شرایط نیمه خشک دارند. واکاوی شرایط اقلیمی آینده مطابق مدل GFDL-CM۳، گویای این مهم است که نوع اقلیم مرطوب در حوضه مرکزی به تدریج مضمحل خواهد شد در صورتی که اقلیم فراخشک در سطح این حوضه گسترش بیشتری پیدا خواهد کرد. برونداد حاصل از مدل MIROC۵ نیز نشان دهنده پیشروی ناحیه آب و هوایی فراخشک در قسمت های مختلف آبخیز ایران مرکزی است. نتیجه گیری: نتایج نشان داد مقادیر به دست آمده از شاخص خشکی برمبنای مدل های GCM منتخب در حوضه مورد مطالعه نسبت به دوره مشاهداتی کاهش پیدا کرده و بنابراین تعداد زیادی از ایستگاه ها با شرایط خشک فعلی، در اقلیم آتی وضعیت فراخشک را تجربه خواهند کرد. این مسئله با توجه به روند افزایشی تبخیر-تعرق پتانسیل در سطح حوضه ایران مرکزی طی همه ماه های سال به خصوص در ایستگاه های مرطوب واقع در غرب، نشان از حاکمیت پدیده خشکی بر این منطقه در شرایط آینده دارد.

Keywords:

Aridity Index , Climate change , Evapotranspiration potential , Gcms , Statistical downscaling , تبخیر و تعرق پتانسیل , تغییر اقلیم , ریزمقیاس نمایی آماری , شاخص خشکی , GCMs ​​​​​​​