کاربست مدل WEAP در پیش‌نگری تبخیرتعرق پتانسیل تحت سناریوهای SSP تغییر اقلیم

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش‌آموخته کارشناسی‌ارشد هواشناسی کشاورزی، دانشگاه تهران، تهران، ایران

2 دانشیار گروه آبیاری و آبادانی، دانشکدگان کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران، تهران، ایران

چکیده

تبخیرتعرق به عنوان یکی از مولفه‌های اصلی چرخه‌ی آبشناسی، از پدیده تغییر اقلیم اثرات قابل توجهی را می­پذیرد. هدف اصلی این پژوهش برآورد میزان تبخیرتعرق پتانسیل در دوره زمانی آینده و مقایسه آن با دوره پایه با استفاده از برونداد مدل­های اقلیمی جهت اجرای مدل منابع آب WEAP در ایستگاه­های منتخب حوضه کرخه می­باشد. دوره­های 2019-1999 و 2100-2020 به ترتیب به عنوان دوره پایه و دوره آینده در نظر گرفته شد. برونداد دو مدل­ اقلیمی منتخب بر اساس توصیه­های پیشین بنام­های  MPI-ESM1-2-LR وKIOST-ESM  اخذ شده از پایگاه داده­های اقلیمیESGF تحت دو سناریوی اقلیمی SSP2-4.5 و SSP5-8.5 و همچنین داده­های ایستگاه­های همدیدی برای حوضه کرخه در برآورد تبخیرتعرق پتانسیل در دوره های آینده و پایه استفاده شده است. با توجه به خروجی­های مدل WEAP میزان تبخیرتعرق پتانسیل تا سال 2100 میلادی روندی افزایشی خواهد داشت، بیشترین میزان افزایش پیش نگری شده درمدل MPI-ESM1-2-LR تحت سناریوی SSP5-8.5 به میزان 89 میلی‌متر در ماه ژوئن و در مدل KIOST-ESM به میزان 73 میلی‌متر در ماه بدست آمد. کمترین مقادیر به ترتیب برابر 26 و 5/0- میلی‌متر در ماه­های دسامبر و سپتامبر می­باشند. متناظراً این مقادیر تحت سناریوی SSP2-4.5 به ترتیب برابر با 4/85، 3/64، 3/23 و 6/4 - در ماه­های ژوئن، می، دسامبر و سپتامبر نسبت به دوره پایه برآورد شد. همچنین میزان تبخیرتعرق پتانسیل در ایستگاه­هایی با اقلیم مدیترانه­ای معتدل نسبت به ایستگاه­هایی با اقلیم خشک معتدل تغییرات بیشتری را تجربه خواهند کرد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Application of WEAP model in predicting potential evapotranspiration under climate change SSP scenarios

نویسندگان [English]

  • MAHDI VAZIRI 1
  • NOZAR GHAHREMAN 2
1 M.Sc Graduate Department of Agrometeorlogy, University of Tehran, Iran
2 Associate Professor of Agro meteorology, Department of Irrigation and Reclamation Engineering University of Tehran, Karaj, Iran
چکیده [English]

Climate change has a significant impact on evapotranspiration (ET) as the one of the main components of the hydrological cycle. The main purpose of this research is to project the amount of potential evapotranspiration (ETp), under RCP scenario comparing to the baseline period using the WEAP model in the selected stations of Karkhe basin, Iran. The 1999-2019 and 2020-2100 years were considered as the baseline and future periods. The projected climatic variables by KIOST-ESM and MPI-ESM1-2-LR climate models under two climate change scenarios of SSP2-4.5 and SSP5-8.5 and the observed data of the selected stations in Karkheh basin were used to estimate the  for the future and. According to the outputs of the WEAP model, the potential evapotranspiration will increase by 2100. The highest increase was projected under SSP5-8.5 scenario by the MPI-ESM1-2-LR model, with amount of 89 mm in June and by the KIOST-ESM model, 73 mm in May. The lowest values were equal to 26 and -0.5 mm in the months of December and September, respectively. Correspondingly, these values under SSP2-4.5 scenario were estimated as 85.4, 64.3, 23.3 and -4.6 during June, May, December and September compared to the base period, which the latter indicated a decrease for September comparing to the baseline. Also, the amount of potential evapotranspiration in regions with temperate Mediterranean climates will experience more variations comparing to those with arid temperate climates.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Climate change
  • Evapotranspiration
  • ESGF
  • Karkheh basin
  • WEAP

مراجع

  1. ابراهیم­پور، میثم.، قرمان، نوذر.، و لیاقت، عبدالمجید. 1391. استفاده از مدل SIMETAW جهت شبیه‌سازی متغیرهای اقلیمی و بررسی اثر تغییر اقلیم بر تبخیرتعرق پتانسیل (مطالعه موردی: مشهد). تحقیقات آب و خاک ایران. 43(4). 353-360.
  2. خلیلی، علی.، بذرافشان، جواد.، و چراقعلی­زاده، مجید. 1401. بررسی تطبیقی نقشه‌های اقلیمی ایران در طبقه‌بندی دمارتن گسترش داده شده و کاربست روش برای پهنه‌بندی اقلیم جهان. هواشناسی کشاورزی. 10(1). 16-3. doi:10.22125/agmj.2022.156309.
  3. حشمتی، فردوس.، و سیاری، نسرین. 1400. بررسی تغییرات تبخیرتعرق پتانسیل در شرایط اقلیمی آینده تحت سناریوهای واداشت تابشی (مطالعه موردی: ایستگاه بندر انزلی). هواشناسی کشاورزی. 9(1). 63-76. doi:10.22125/agmj.2021.269483.1109.
  4. خادم‌پور، فهیمه.، خزیمه نژاد، حسین.، و امیرآبادی زاده، مهدی. بررسی اثرات تغییر اقلیم بر تبخیرتعرق روزانه در مدل‌های با ساختار ریاضی متفاوت در اقلیم‌های مختلف ایران. پژوهش آب در کشاورزی. 33 (1). 149-162. doi:10.22092/jwra.2019.119121.
  5. دوستان، رضا.، و علیجانی، بهلول. 1394. تغییر اقلیم در ایران با رویکرد سینوپتیک. جغرافیا و توسعه ناحیه­ای. 13(2 (پیاپی 25)). 89-113.
  6. رحیمی بندرآبادی، سیما. 1402. شبیه سازی خشکسالی هواشناسی حوضه کرخه تحت سناریوهای تغییراقلیم. مطالعات علوم محیط زیست. 8(3). 6911-6921.doi:10.22034/jess.2023.378847.1938.
  7. قهرمان، نوذر.، بابائیان، ایمان.، و طباطبائی، سید محمد رضا. 1395. ارزیابی پس­پردازش برون­دادهای دینامیکی مدل­های اقلیمی در برآورد تغییرات تبخیرتعرق پتانسیل تحت سناریوهای واداشت تابشی (بررسی موردی: دشت مشهد). فیزیک زمین و فضا. 42(3). 687-696. doi:22059/jesphys.2016.57730.
  8. Ahmadi, H., Rostami, N., & Dadashi-Roudbari, A. 2020. Projected climate change in the Karkheh Basin, Iran, based on CORDEX models. Theoretical and Applied Climatology, 142(1–2), 661–673. doi.org/10.1007/s00704-020-03335-9.
  9. Ali, A., Alizadeh, H., Tajrishy, M., & Abrishamchi, A. 2007. Water resources management scenario analysis in Karkheh River Basin, Iran, using WEAP model. Hydrological Science and Technology, 23(1), 1–12.
  10. Allen, R. G. et al. 1998. Crop evapotranspiration -guidelines for computing crop water requirements. FAO Irrigation and Drainage paper 56. Food and Agriculture Organization of the United Nations Rome, ISBN:92-5-104219-5.
  11. Baazi, H., Ebrahimi, H., and Aminnejad, B. 2020. A comprehensive statistical analysis of evaporation rates under climate change in southern Iran using WEAP (Case study: Chahnimeh Reservoirs of Sistan Plain). Ain Shams Engineering, 12(2), 1339-1352.
  12. Irmak, A., & Irmak, S. 2008. Reference and crop evapotranspiration in south central Nebraska. II: Measurement and estimation of actual evapotranspiration for corn. Journal of Irrigation and Drainage Engineering-asce, 134(6), 700–715. doi.org/10.1061/(asce)0733-9437(2008)134:6(700).
  13. Kim, J. H., Sung, J. H., Shahid, S., & Chung, E. 2022. Correction to: Future hydrological drought analysis considering agricultural water withdrawal under SSP scenarios. Water Resources Management, 36(9), 2931. doi.org/10.1007/s11269-022-03210-4.
  14. Kult, J. M., Choi, W., & Choi, J. 2014. Sensitivity of the snowmelt runoff model to snow covered area and temperature inputs. Applied Geography. 55, 30–38. doi.org/10.1016/j.apgeog.2014.08.011.
  15. Maidment, D. R. 1993. Handbook of hydrology (p. 1142). University of Texas.
  16. Meinshausen, M., Nicholls, Z., Lewis, J., Gidden, M., Vogel, E., Freund, M., Beyerle, U., Gessner, C., Nauels, A., Bauer, N., Canadell, J. G., Daniel, J. S., John, A., Krummel, P. B., Luderer, G., Meinshausen, N., Montzka, S. A., Rayner, P., Reimann, S., Vollmer, M., Velders, G., Van den berg, M., Smith, S., Wang, R. 2020. The shared socio-economic pathway (SSP) greenhouse gas concentrations and their extensions to 2500. Geoscientific Model Development, 13(8), 3571–3605. doi.org/10.5194/gmd-13-3571-2020
  17. Riahi, K. et al. 2017. The Shared Socioeconomic Pathways and their energy, land use, and greenhouse gas emissions implications: An overview, global environmental change: Human and Policy Dimensions, 42, pp. 153–168. doi: 10.1016/j.gloenvcha.2016.05.009.
  18. Ruiz-García, V. H., Asensio-Grima, C., Ramírez-García, A. G., & Monterroso-Rivas, A. I. 2023. The hydrological balance in micro-watersheds is affected by climate change and land use changes. Applied Sciences, 13(4), 2503. doi.org/10.3390/app13042503.
  19. Sieber, J. 2015. Water Evaluation and Planning System. https://www.weap21.org. accessed 14 July 2023.
  20. Song, Y. H., Chung, E., & Shahid, S. 2022. Uncertainties in evapotranspiration projections associated with estimation methods and CMIP6 GCMs for south Korea. Science of the Total Environment, 825, 153953. doi.org/10.1016 /j.scitotenv.2022.153953.
  21. Talebmorad, H., Abedi‐Koupai, J., Eslamian, S., Mousavi, S., Akhavan, S., Askari, K. O. A., & Singh, V. P. 2021. Evaluation of the impact of climate change on reference crop evapotranspiration in Hamedan-Bahar plain. International Journal of Hydrology Science and Technology, 11(3), 333. doi.org/10.1504/ijhst .2021.114554.
  22. Yates, D., Sieber, J., Purkey, D., & Huber-Lee, A. 2005. WEAP21—A demand-, priority-, and preference-driven water planning model. Water International, 30(4), 487–500. doi.org/10.1080/ 02508060508691893.

 

 

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار