دوره 16، شماره 1 - ( بهار و تابستان 1404 )                   جلد 16 شماره 1 صفحات 26-14 | برگشت به فهرست نسخه ها


XML English Abstract Print


Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:

Yahyavi Dizaj A, Akbari Azirani T, Javan K. (2026). Evaluation of the Climate Change Effect on Minimum and Maximum Temperatures and the Reference Evapotranspiration in the Lake Urmia Basin Using CMIP6 Models. J Watershed Manage Res. 16(1), 14-26. doi:10.61882/jwmr.2024.1269
URL: http://jwmr.sanru.ac.ir/article-1-1269-fa.html
یحیوی دیزج آمنه، اکبری ازیرانی طیبه، جوان خدیجه. ارزیابی اثر تغییر اقلیم بر دماهای کمینه، بیشینه و تبخیر تعرق مرجع در حوضه دریاچه ارومیه با استفاده از مدل‎ های CMIP6 پ‍‍ژوهشنامه مديريت حوزه آبخيز 1404; 16 (1) :26-14 10.61882/jwmr.2024.1269

URL: http://jwmr.sanru.ac.ir/article-1-1269-fa.html


1- گروه جغرافیای طبیعی، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران
2- گروه جغرافیا، دانشکده ادبیات و علوم انسانی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران
چکیده:   (974 مشاهده)
چکیده مبسوط
مقدمه و هدف: تغییر اقلیم به‎ عنوان پدیده‎ ی تأثیرگذار بر تغییر در سامانههای اقلیمی و افزایش دما، افزایش ظرفیت رطوبتی جو است به‎‎طوری که افزایش دمای جهانی باعث افزایش تبخیر از سطح و محتوای آب موجود در جو شده است. بنابراین، افزایش دما و بالا رفتن ظرفیت رطوبتی هوا، در صورت وجود منبع رطوبت، رطوبت ویژه هوا را افزایش و رطوبت نسبی را کاهش می‎دهد. این امر موجب بالا رفتن بخار آب کلی جو می ‎شود و بخار آب در نقش یک گاز گلخانه ‎ای، خود موجب تشدید گرمایش جهانی می ‎گردد. در این رابطه، یکی از مهم‎ترین پیامدهای تغییر اقلیم، تأثیرگذاری بر مؤلفه‎ های مؤثر بر وضعیت هیدرولوژیکی حوضه‎ های آبریز همچون دما، بارش و تبخیر تعرق است. بنابراین، اطلاع از میزان تبخیر تعرق هر نقطه به‎ ویژه درمناطق خشک و نیمه‎ خشکی مانند ایران و به ‎طور ویژه ‎تر حوضه دریاچه ارومیه، که عمده ‎ی فعّالیت‎ های آن وابسته به کشاورزی است، برای تعیین نیاز آبی گیاهان و مدیریت منابع آب حائز اهمیت فراوانی است و ضرورت مطالعه‎ ی آن تحت تأثیر تغییر اقلیم بیش از پیش احساس می‌شود. از این‌رو، تغییر اقلیم پدیده‌ای مؤثر بر تبخیر تعرق مرجع، به‌عنوان مهمترین بخش چرخه هیدرولوژی است زیرا تغییرات اقلیمی می ‎تواند تأثیرات قابل ‎توجهی بر زیست‎ کره داشته باشد.
مواد و روشها: در این پژوهش، اثر تغییر اقلیم بر دماهای کمینه، بیشینه و متوسط تبخیر تعرق مرجع حوضه دریاچه ارومیه در مقیاس ماهانه با استفاده از مدل‎ های اقلیمی CMIP6 به ‎صورت میلی ‎متر بر ماه مورد ارزیابی قرار گرفت. به این ‎منظور، از داده‎ های مشاهداتی ایستگاه سینوپتیک ارومیه، تبریز و سقز استفاده شد. داده‎ های مورد استفاده برای متغیرهای دمای کمینه و بیشینه به‎ صورت ماهانه، برای دوره آماری 1975 تا 2014 از سازمان هواشناسی دریافت شد. دسته ‎ی دوم داده ‎های مدل‎ های اقلیمی را در برمی ‎گیرند که برای صحّت‎ سنجی متغیرهای مورد بررسی مدل‎ های اقلیمی CMIP6 در دوره ‎ی تاریخی مدل که دارای دوره‎ ی مشترک با دوره ‎ی مشاهداتی ‎هستند (2014-1975)، مورد استفاده قرار گرفت. برای بررسی وضعیت آتی دماهای کمینه، بیشینه و تبخیر تعرق مرجع در ایستگاه سینوپتیک ارومیه، تبریز و سقز از مدل‎ های اقلیمی CMIP6 استفاده شد. از این‎ رو، مدل‎ های اقلیمی گزارش ششم برای دوره‎ های تاریخی و آینده مدل تحت سناریوهای مورد نظر پژوهش حاضر در مقیاس ماهانه استخراج شدند. دو مدل اقلیمی (CESM2 و IPSL-CM6A-LR) گزارش ششم تحت سناریوهای خوش‎بینانه SSP1-2.6 و بدبینانه SSP5-8.5 در دوره ‎های آینده نزدیک (2059-2020) و دور (2099-2060) برای بررسی اثرات تغییر اقلیم و پیش ‎بینی تغییرات متوسط دمای کمینه و بیشینه و همچنین تغییرات متوسط تبخیر تعرق مرجع در مقیاس ماهانه با استفاده از روش LS ریزمقیاس ‎سازی و سپس صحّت‎ سنجی مدل‎ های اقلیمی با استفاده از سنجه ‎های آماری R2 و MAE انجام شد. در نهایت تبخیر تعرق مرجع برای دوره ‎های پایه، آینده ‎ی نزدیک و دور به روش ‎های ماکینگ و تورک محاسبه گردید.
یافته‌ها: در پژوهش حاضر، نتایج مدلهای CESM2 و IPSL-CM6A-LR نسبت به دوره پایه با استفاده از R2 و MAE برای دوره‎ ی آتی نشان داد که در هر دو مدل، سناریوهای خوش‎بینانه در آینده نزدیک عملکرد بهتری دارند. در مدل‎ های مذکور و در ایستگاههای ارومیه، تبریز و سقز، سناریوی خوش‎بینانه در دوره ‎های موردنظر به‎ ترتیب با R2 بالا (0/99،0/99 و 0/99 برای دمای کمینه و 0/99، 0/99 و 1/00 برای دمای بیشینه) و MAE پایین (1/48، 1/27 و 1/37 برای دمای کمینه و 1/54، 1/49 و 1/55 برای دمای بیشینه) عملکرد مناسب مدل ‎ها را نشان داد. نتایج بررسی تغییرات دماهای کمینه و بیشینه و تبخیر تعرق بهصورت جداول و نمودارهای مختلف ارائه شدند. با توجه به آنها میتوان دریافت که در ایستگاههای ارومیه، تبریز و سقز بهترتیب دامنهی تغییرات دمای کمینه و بیشینه و به‎ تبع آن تبخیر تعرق مرجع حاصل از روشهای ماکینگ و تورک در سناریوهای خوشبینانه و بدبینانه و در دورههای آینده نزدیک و دور افزایشی خواهد بود. با توجه به نتایج پژوهش حاضر، در ایستگاههای مورد بررسی مطابق سناریوهای خوشبینانه و بدبینانه در دروههای آتی متوسط دماهای کمینه و بیشینه افزایش خواهد یافت. یکی از اثرات تغییر اقلیم افزایش دما است که از پیامدهای آن میتوان به افزایش تبخیر تعرق مرجع و نیاز آبی گیاهان اشاره نمود. همچنین، بخش عمدهی فعّالیتهای حوضه دریاچه ارومیه بر کشاورزی متمرکز است و نقش حائز اهمیتی در اشتغال و اقتصاد این منطقه دارد. تغییر اقلیم با تأثیر بر دما و تبخیر تعرق مرجع در سال‏های آتی مشکلات زیستمحیطی بسیاری را خواهد داشت.
نتیجه‌گیری: در این پژوهش، به ‎منظور آگاهی از تغییرات متوسط دمای کمینه، بیشینه و تبخیر تعرق مرجع در منطقه ‎ی مورد مطالعه، اقدام به ارزیابی اثر تغییر اقلیم بر دماهای کمینه، بیشینه و تبخیر تعرق مرجع حوضه دریاچه ارومیه با استفاده از مدل ‎های CMIP6 شد. جهت پیش‎ بینی متغیرهای مذکور از داده ‎های مشاهداتی ایستگاه‎ های سینوپتیک ارومیه، تبریز و سقز و مدل‎ های CESM2 و IPSL-CM6A-LR گزارش ششم استفاده شد. ریزمقیاس ‎سازی با روش LS طی دوره ‎ی پایه (2014-1975) و دو دوره ‎ی آتی (2059-2020 و 2099-2060) تحت سناریوهای خوش‎بینانه و بدبینانه انجام شد. جهت صحّت‎ سنجی مدل ‎های اقلیمی از سنجه‎ های R2 و MAE استفاده شد. در نهایت جهت محاسبه ‎ی تبخیر تعرق مرجع از روش‎ های ماکینگ و تورک استفاده شد. نتایج حاکی از آن است که متوسط دمای کمینه در ایستگاه‎ های مورد بررسی در آینده‎ی نزدیک و دور بین 0/05 تا 3/02 و 0/60 تا 4/31  و دمای بیشینه بین 0/25 تا 3/84 و 0/55 تا 5/41 ℃ نسبت به دوره ‎ی پایه افزایش خواهد داشت. همچنین مقادیر تغییرات متوسط تبخیر تعرق مرجع در آینده ‎ی نزدیک و آینده ‎ی دور در روش‎ های ماکینگ بین 0/72 تا 4/68 و 0/08 تا 4/80 و تورک 0/24 تا 5/23 و 0/71 تا 5/59 میلی‌متر بر ماه افزایش خواهد داشت.

 
متن کامل [PDF 2692 kb]   (220 دریافت)    
نوع مطالعه: پژوهشي | موضوع مقاله: هيدرولوژی
دریافت: 1403/2/6 | پذیرش: 1403/6/29

فهرست منابع
1. Allen, R. G., Pereira, L. S., Raes, D., & Smith, M. (1998). FAO Irrigation and drainage paper No. 56. Rome: Food and Agriculture Organization of the United Nations, 56(97), e156.
2. Almazroui, M., Saeed, F., Saeed, S., Nazrul Islam, M., Ismail, M., Klutse, N. A. B., & Siddiqui, M. H. (2020). Projected change in temperature and precipitation over Africa from CMIP6. Earth Systems and Environment, 4, 455-475. [DOI:10.1007/s41748-020-00161-x]
3. Azizzadeh, M., & Javan, K. (2015). Analyzing trends in reference evapotranspiration in northwest part of Iran. Journal of Ecological Engineering, 16(2), 1-12. [DOI:10.12911/22998993/1853]
4. Chen, C., Kalra, A., & Ahmad, S. (2019). Hydrologic responses to climate change using downscaled GCM data on a watershed scale. Journal of Water and Climate Change, 10(1), 63-77. [DOI:10.2166/wcc.2018.147]
5. Dehghani, T., Seseh, M., & Alijani, B. (2017).The effect of climate change on the distribution of specific humidity in the northern coasts of the Persian Gulf. Natural Geography, 11(39), 33-46.
6. Eyring, V., Bony, S., Meehl, G. A., Senior, C. A., Stevens, B., Stouffer, R. J., & Taylor, K. E. (2016). Overview of the Coupled Model Intercomparison Project Phase 6 (CMIP6) experimental design and organization. Geoscientific Model Development, 9(5), 1937-1958. [DOI:10.5194/gmd-9-1937-2016]
7. Ghafouri-Azar, M., & Lee, S. I. (2023). Meteorological Influences on reference evapotranspiration in different geographical Regions. Water, 15(3), 454. [DOI:10.3390/w15030454]
8. IPCC,(2014). Summary for policymakers.In: Climate Change: Impacts, Adaptation, and Vulnerability. Part A: Global and Sectoral Aspects. Contribution of Working Group II to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Field, C.B., V.R. Barros, D.J. Dokken, K.J. Mach, M.D. Mastrandrea, T.E. Bilir, M. Chatterjee, K.L. Ebi, Y.O. Estrada, R.C. Genova, B. Girma, E.S. Kissel, A.N. Levy, S. MacCracken, P.R. Mastrandrea, and L.L. White (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA. 1-32.
9. IPCC. (2021). Summary for policymakers. In V. Masson-Delmotte, P. Zhai, A. Pirani, S. L. Connors, C. Péan, et al. (Eds.), Climate change 2021: The physical science basis. Contribution of working group I to the sixth assessment report of the intergovernmental panel on climate change. Cambridge University Press. 3-32.
10. Issaka, A. I., Paek, J., Abdella, K., Pollanen, M., Huda, A. K. S., Kaitibie, S., Goktepe, I., Haq, M. M., & Moustafa, A. T. (2017). Analysis and calibration of empirical relationships for estimating evapotranspiration in Qatar: Case study. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 143(2), 05016013. [DOI:10.1061/(ASCE)IR.1943-4774.0001106]
11. Jahangir, Mohammad Hossein and Piran, Morteza. (2022). Exponential scaling of climate parameters under CanESM2 model based on different scenarios (case study of Qazvin station), 4th Iranian National Hydrology Conference, Shahrekord,
12. Jerin, J. N., Islam, A. R. M., Al Mamun, M., Mozahid, M., & Ibrahim, S. M. (2021). Climate change effects on potential evapotranspiration in Bangladesh. Arabian Journal of Geosciences, 14(8), 1-15. [DOI:10.1007/s12517-021-07010-9]
13. Jokar Sarhangi, E., & Dehghan Chachkami, M. (2022). Efficiency Evaluation of RUSLE and ICONA models in erosion zoning of Baladeh watershed, Mazandaran province. Journal of Natural Environmental Hazards, 11(34), 159-178.
14. Karimi, S. R., nasrolahi, A., & iranshahi, M. (2023). Investigating the effects of climate change on reference evaporation and transpiration based on the scenarios of the sixth climate change report (case study: Khorramabad station). Iranian Journal of Soil and Water Research, 54(11), 1759-1777.
15. Kheyri, R., Mojarrad, F., Farhadi, B., & Masompour Samakoosh, J. (2022). Investigation of Evapotranspiration Changes of Autumn Irrigated Wheat in Iran under Climate Change Conditions. Journal of Geography and Regional Development, 20(1), 248-215.
16. Kim, J. H., Sung, J. H., Chung, E. S., Kim, S. U., Son, M., & Shiru, M. S. (2021). Comparison of Projection in Meteorological and Hydrological Droughts in the Cheongmicheon Watershed for RCP4. 5 and SSP2-4.5. Sustainability, 13(4), 2066. [DOI:10.3390/su13042066]
17. Lang, D., Zheng, J., Shi, J., Liao, F., Ma, X., Wang, W., Chen, X., & Zhang, M. (2017). A comparative study of potential evapotranspiration estimation by eight methods with FAO Penman-Monteith method in southwestern China. Water, 9(10), 734. [DOI:10.3390/w9100734]
18. Liu, Z., Lu, J., Huang, J., Chen, X., & Zhang, L. (2021). Projection of reference crop evapotranspiration under future climate change in Poyang Lake watershed, China. Journal of Hydrologic Engineering, 26(1), 05020042. [DOI:10.1061/(ASCE)HE.1943-5584.0002020]
19. Makkink, G. F. (1957). Testing the Penman formula by means of lysimeters. Journal of the Institution of Water Engineerrs, 11, 277-288.
20. Mendez, M., Maathuis, B., Hein-Griggs, D., & Alvarado-Gamboa, L. F. (2020). Performance evaluation of bias correction methods for climate change monthly precipitation projections over Costa Rica. Water, 12(2), 482. [DOI:10.3390/w12020482]
21. Modaresi, F., & Araghi, A. (2023). Projecting future reference evapotranspiration in Iran based on CMIP6 multi-model ensemble. Theoretical and Applied Climatology, 153(1), 101-112. [DOI:10.1007/s00704-023-04465-6]
22. Niggli, U., Fließbach, A., Hepperly, P., & Scialabba, N. (2009). Low greenhouse gas agriculture: mitigation and adaptation potential of sustainable farming systems. Ökologie & Landbau, 141, 32-33.
23. O'Neill, B C., Kriegler, E., Ebi, K L., Kemp-Benedict, E., Riahi, K., Rothman, D S. & Solecki, W .(2017). The roads ahead: Narratives for shared socioeconomic pathways describing world futures in the 21st century. Global Environmental Change, 42, 169-180. [DOI:10.1016/j.gloenvcha.2015.01.004]
24. Roshani, A., & Hamidi, M. (2022). Forecasting the effects of climate change scenarios on temperature & precipitation based on CMIP6 models (Case study: Sari station). Water and Irrigation Management, 11(4), 781-795. [DOI:10.22059/jwim.2022.330603.920]
25. Heydari Tasheh Kaboud, S., & Khoshkhoo, Y. (2019). Projection and prediction of the annual and seasonal future reference evapotranspiration time scales in the West of Iran under RCP emission scenarios. Applied researches in Geographical Sciences, 19(53), 157-176.‌ [DOI:10.29252/jgs.19.53.157]
26. Shenbin, C., Yunfeng, L., & Thomas, A. (2006). Climatic change on the Tibetan Plateau: potential evapotranspiration trends from 1961-2000. Climatic change, 76(3-4), 291-319. [DOI:10.1007/s10584-006-9080-z]
27. Sutapa, I. W., & Wicana, S. (2020). Sensitivity of methods for estimating potential evapotranspiration to climate change. In IOP Conference Series: Earth and Environmental Scienc, 437(1), 012039. [DOI:10.1088/1755-1315/437/1/012039]
28. Turc, L. (1961). Evaluation des besoins en eau d'irrigation, évapotranspiration potentielle. Ann. Agron. 12, 13-49.
29. Yahyavi Dizaj, A., Akbari Azirani, T., Khaledi, S., & Javan, K. (2023). Seasonal Analysis of Reference Evapotranspiration and Its Sensitivity to Meteorological Elements in IRAN. Water and Soil, 37(4), 643-657.
30. Yahyavi Dizaj, A., Javan, K., Khaledi, S., & Akbari Azirani, T. (2023). Evaluation of Changes in Reference Evapotranspiration in Iran Over the Last Decades. Desert Management, 11(1), 39-58.
31. Zarrin, A., Yazdany, D., & Dadashi-Roudbari, A. A. (2022). Projection of minimum and maximum temperatures in cold regions of Iran using SDSM statistical downscaling model. Climate Change Research, 3(10), 19-32.
32. Zhang, H., Hu, Y., Cai, J., Li, X., Tian, B., Zhang, Q., & An, W. (2020). Calculation of evapotranspiration in different climatic zones combining the long-term monitoring data with bootstrap method. Environmental Research, 191, 110200. [DOI:10.1016/j.envres.2020.110200]
33. Zhao, F., Ma, S., Wu, Y., Qiu, L., Wang, W., Lian, Y., Chen, J., & Sivakumar, B. (2022). The role of climate change and vegetation greening on evapotranspiration variation in the Yellow River Basin, China. Agricultural and Forest Meteorology, 316, 108842. [DOI:10.1016/j.agrformet.2022.108842]

ارسال نظر درباره این مقاله : نام کاربری یا پست الکترونیک شما:
CAPTCHA

ارسال پیام به نویسنده مسئول


بازنشر اطلاعات
Creative Commons License این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است.

کلیه حقوق این وب سایت متعلق به (پژوهشنامه مدیریت حوزه آبخیز (علمی-پژوهشی می باشد.

طراحی و برنامه نویسی : یکتاوب افزار شرق

© 2025 CC BY-NC 4.0 | Journal of Watershed Management Research

Designed & Developed by : Yektaweb