پیش ‏بینی وضعیت خشک‏سالی در دوره ‏های آتی با استفاده از مدل LARS-WG (مطالعة موردی: شهرستان کرمانشاه)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری منابع آب، دانشکدة کشاورزی، دانشگاه بین المللی امام خمینی(ره)، قزوین، ایران

2 دانشیار دانشکدة کشاورزی، دانشگاه بین المللی امام خمینی(ره)، قزوین، ایران

چکیده

پیش‏بینی تغییرات اقلیمی به دلیل آثار مخرب بر منابع آبی، زیست‌محیطی، اقتصادی، و اجتماعی از اهمیتی ویژه برخوردار است. بنابراین، هدف از این تحقیق پیش‏بینی تغییرات اقلیمی شهرستان‏ کرمانشاه با استفاده از مدل‏های ریزمقیاس گردش عمومی جوّ قابل دسترس در مدل LARS-WG6 (GFDL-CM3, MPI-ESM-MR, MIROC5) تحت سناریوهای RCP4.5 و RCP8.5 برای دورة 2020 تا 2100 با دورة پایة 1980 تا 2010 بود. برای ارزیابی داده‏های پیش‏بینی‌شده در مدل LARS-WG به بررسی میزان خطای داده‏های مشاهداتی و پیش‏بینی‌شده با استفاده از معیارهای R2, RMSE, MSE, MAD پرداخته شد. نتایج نشان داد مدل LARS-WG قابلیت لازم را برای پیش‏بینی داده‏های اقلیمی در آینده دارد و بین زیرمدل‏ها مدل MPI-ESM-MR تحت سناریوی RCP4.5 از ضریب اطمینان بالاتری نسبت به سایر زیرمدل‏های ارزیابی‌شده برخوردار است. همچنین، همة مدل‏ها بیانگر افزایش متوسط دمای حداقل و حداکثر و تغییر الگوی بارش در دوره‏های زمانی آینده در منطقة مورد مطالعه بودند. در ادامه شاخص‏های SPI و دو مارتن برای همة مدل‏ها محاسبه شدند. بر اساس شاخص SPI همة مدل‏های اقلیمی مورد ارزیابی نشان دادند تا سال 2100 سال‏های با شاخص نرمال کاهش‌یافته در مقابل شرایط خشک افزایش خواهند یافت و همچنین بر اساس شاخص دو مارتن مدل GFDL تحت سناریوی RCP8.5 میزان تغییرات اقلیم بیشتر از سایر مدل‌ها برآورد شد و سال‌های خشک و نیمه‌خشک بیشتر از سال‏های مرطوب خواهد بود. اما در مقابل مدل MIRO تحت سناریوی RCP45 خوشبینانه‌تر عمل کرد و میزان تغییر اقلیم کمتری صورت خواهد گرفت.

کلیدواژه‌ها


آقاشاهی، محسن؛ مجتبی اردستانی؛ محمدحسین نیک‌سخن؛ بهشته طهماسبی (1391). «معرفی و مقایسة مدل‌ها به منظور ریزمقیاس‌سازی پارامترهای زیست‌محیطی در مطالعات تغییر اقلیم، ششمین SDSM و LARS-WG»، همایش ملی و نمایشگاه تخصصی مهندسی محیط زیست، تهران، 10.
بیگلی، زینب؛ مجید منتصری؛ یدالله بلیانی؛ اسماعیل جوکار؛ علی بیات (1395). «پیش‌بینی تغییرات اقلیمی آذربایجان غربی با استفاده از ریزمقیاس‌نمایی آماری خروجی مدل HADCM3 و ارزیابی اثرات آن بر خشک‌سالی استان»، اندیشة جغرافیا، 8 (15)، صص 91 ـ 113.
جعفری گدنه، میثم؛ علی سلاجقه؛ پارسا حقیقی (1399). «پیش‌بینی مقایسه‌ای بارش و دمای شهرستان کرمان با استفاده از مدل‌های LARS-WG6»، اکوهیدرولوژی، (2) 7، صص 29 ـ 538.
جهانگیر، محمدحسین؛ مریم جهان‌پناه؛ مهناز ابوالقاسمی (1399). «پیش‌بینی وضعیت خشک‌سالی برای دوره‌های آتی با استفاده از مدل LARS-WG (مطالعة موردی: ایستگاه شیراز)»، محیط زیست و مهندسی آب، 6 (1)، صص 69 ـ 82.
زهره‏وندی، حسن؛ حسن خورشیددوست؛ بهروز ساری‌صراف (1399). «پیش‌بینی تغییرات اقلیمی در غرب ایران با استفاده از ریزمقیاس‌گردانی خروجی مدل HadCM3 تحت سناریوهای مختلف»، تحلیل فضایی مخاطرات محیطی، 1 (99)، صص 49 ـ 64.
شائمی، اکبر؛ مجید حبیبی نوخندان (1388). گرمایش جهانی و پیامدهای زیستی اکولوژیکی، انتشارات دانشگاه فردوسی مشهد.
قضاوی، رضا؛ میثم ندیمی؛ ابراهیم امیدوار؛ رسول ایمانی (1397). «بررسی تأثیر تغییرات اقلیمی آینده بر تغییرات دبی رودخانة هروچای اردبیل با استفاده از مدل‌های SWAT و LARS-WG»، هیدروژئومورفولوژی، 5 (15)، صص 54 ـ 79.
References
Aghashahi, M., Ardestani, M., Niksokhan, M.H., & Tahmasbi, B. (2014). “Introduction and comparison of SDSM and LARS-WG models for down scaling of ecosystem parameters in climate change studies”, Sixth National Conference and Specialized Exhibition of Environmental Engineering, Tehran, pp. 10-16. (in Persian)
Beigli, Z., Montaseri, M., Balyani, Y., Jokar, E., & Bayat, A. (2017). “West Azerbaijan's Climate Changes Predict using exponential statistical Downscaling, HADCM3 model's output and evaluation of its effects on drought”, Geographic Thought, 8 (15), pp. 91-113. (in Persian)
Dunne, JP., John, JG., Adcroft, AJ., Griffies, SM., Hallberg, RW., Shevliakova, E., Stouffer, RJ., Cooke, W., Dunne, KA., Harrison, MJ., & Krasting, JP. (2012). “GFDL’s ESM2 global coupled climate–carbon earth system models. Part I: Physical formulation and baseline simulation characteristics”, Journal of climate, (25) 19, pp. 6646-65.
Gaitán, E., Monjo, R., & Pórtoles. J. (2019). “Pino-Otín MR Projection of temperatures and heat and col waves for Aragón (Spain) using a two-ste statistical downscaling of CMIP5 model outputs.Science of the Total Environment”, 10, pp. 650: 2778-95.
Ghazavi, R., Nadimi, M., Omidvar, E., & Imani, R. (2018). “The Study of the Effects of the Future Climate Change on Discharge Variation of the Herochay River using SWAT and LARS-WG”, Hydrogeomorphology, 5 (15), pp. 54-79. (in Persian)
IPCC. (2001). in: Watson, R.T., Zinyowera, M.C., Moss, R.H., & Dokken, D.J. (Eds.), Special Report on The Regional Impacts of Climate Change: An Assessment of Vulnerability, Cambridge University Press, UK. 517 p.
-------. (2007). Solomon, S., Qin, D., Manning, M., Chen, Marquis, M., Averyt, K.B., Tignor, M., & Miller, H.L. (eds.) (2007). Summary for Policymarkers, in: Climate Change, Climate Change: The Physical Science Basis, Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, Cambridge University Press, Cambridge, 996 p.
Jafary, G., Salajeghe, A., & Haghighi, P. (2020). “Forecast Comparative of Rainfall and Temperature in Kerman County Using LARS-WG6 Models”, Iranian journal of Ecohydrology, 7 (2), pp. 529-538. (in Persian)
Jahangir, M., Jahanpanah, M., & Abolghasemi, M. (2020). “Drought Forecasting for Future Periods Using LARS-WG Model (Case Study: Shiraz Station)”, Environment and Water Engineering, 6 (1), pp. 69-82. (in Persian)
Latifi, M., Zakeri, N, M., & Moazemi, G. S. (2020). “The effect of climate change on climate parameters of Takab and Saghez stations in Zarrinehroud Basin via LARS-WG”, Water Resources Engineering, 12 (43), pp. 37-48. (in Persian)
Lin, J.Y., Cheng, C.T., Chau, K.W. (2006). “Using support vector machines for long-term discharge prediction”, Hydrological Science Journal, 51, pp. 599-612.
Moss, RH., Edmonds, JA., Hibbard, KA., Manning, MR., Rose, SK., Van Vuuren, DP., Carter, TR., Emori, S., Kainuma, M., Kram, T., & Meehl, GA. (2010). “The next generation of scenarios for climate change, research and assessment”, Nature, (463) 742, pp. 56.
Raddatz, TJ., Reick, CH., Knorr, W., Kattge, J., Roeckner, E., Schnur, R., Schnitzler, KG., Wetzel, P., & Jungclaus, J. (2007). “Will the tropical land biosphere dominate the climate–carbon cycle feedback during the twenty-first century?”, Climate Dynamics, Nov. 1, 29 (6), pp. 565-574.
Sarkar, J. & Chicholikar, JR. (2015). “Climate change scenario in the Gujarat region, Analyses based on LARS-WG model”, Asian Journal of Water, Environment and Pollution, 12, pp. 31-41.
Semenov, M.A. & Barrow, E. M. (2008). A stochastic weather generator for use in climate impact studies, User’s manual, Version 3.0.
Shagega, FP., Munishi, SE., Kongo, VM. (2019). “Prediction of future climate in Ngerengere river catchment”, Tanzania, Physics and Chemistry of the Earth, Parts A/B/C. (1) 112, pp. 200-209.
Watanabe, M., Suzuki, T., O’ishi, R., Komuro, Y., Watanabe, S., Emori, S., Takemura, T., Chikira, M., Ogura, T., Sekiguchi, M., & Takata, K. (2010). “Improved climate simulation by MIROC5: mean states, variability, and climate sensitivity”, Journal of Climate, (23) 23, pp. 6312-3.
Won, J., Moradkhani, H., & Chang, H. (2012). “Uncertainty assessment of climate change impacts for hydrological distinct river basins”, Journal of Hydrology, (466), pp. 73–87.
Zhang, H., Wang, B., Li Liu, D., Zhang, M., Feng, P., Cheng, L., Yu, Q., & Eamus, D. (2019) “Impacts of future climate change on water resource availability of eastern Australia: A case study of the Manning River basin”, Journal of hydrology, (1) 573, pp. 49-59.
Zohrevandi, H., Khorshiddost, H., & Sari saraf, B. (2019). “Predicting Climate Change in Western Iran Using HADCM3 Model Output down scaling Under Different Scenarios, model's output and evaluation of its effects on drought”, Journal of Spatial Analysis Environmental hazarts, 1 (99), pp. 49-64. (in persian)