دوره 16، شماره 1 - ( بهار و تابستان 1404 )
جلد 16 شماره 1 صفحات 26-14 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
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:10.61186/jwmr.2024.1269
URL: http://jwmr.sanru.ac.ir/article-1-1269-fa.html
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 10.61186/jwmr.2024.1269
1- گروه جغرافیای طبیعی، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران
2- گروه جغرافیا، دانشکده ادبیات و علوم انسانی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران
2- گروه جغرافیا، دانشکده ادبیات و علوم انسانی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران
چکیده: (804 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.
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.
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
