پژوهش‌های تغییرات آب و هوایی

پژوهش‌های تغییرات آب و هوایی

پیش‌نمایی تغییرات خشکی در ایران بر اساس سناریو‌‌های SSP: چشم‌اندازی از تغییر اقلیم

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
محسن حمیدیان پور 1
حلیمه شاهزائی 2
1 دانشیار دانشکده جغرافیا و برنامه‌ریزی محیطی، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان، ایران
2 دانش‌آموخته کارشناسی‌ارشد آب و هواشناسی، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان، ایران
10.30488/ccr.2025.499536.1264
چکیده
در این پژوهش به بررسی تغییرات فضایی- زمانی ضریب خشکی اقلیم ایران در دوره مشاهده شده (2020-1976) و پیش‌نمایی آن در دوره‌ آتی (2050-2031) پرداخته شد. جهت بررسی ضریب خشکی از داده‌های بارش و دما 44 ایستگاه هواشناسی در سرتاسر کشور طی دوره پایه 2014-1976، برونداد سناریوهای SSP (SSP146، SSP246 و SSP585) از مدل‌های گردش عمومی جو (فاز ششم CMIP) و روش ضریب دمارتن استفاده گردید. برای پیش‌نمایی داده‌های بارش و دما و به تبع آن محاسبه ضریب خشکی در دوره‌ آتی از مدل ریزگردانیLARS- WG8  بهره گرفته شد. در راستای ارزیابی تغییرات زمانی و مکانی ضریب خشکی از روش ناپارامتریک من کندال و شیب سن بهره برده شد. نتایج بخش اول مطالعه یعنی بررسی تغییرات در دوره مشاهده شده نشان داد ضریب خشکی در بین سال‌های 2020-1976 دارای روندی کاهشی بوده و این روند کاهشی در نواحی با اقلیم مدیترانه‌ای (187/0 – ) و مناطق مرطوب ( 102/0 -) بیشتر است. براساس برونداد داده‌های ریزگردانی شده و سناریوهای مورد استفاده در دوره آتی روند خشکی متفاوت بوده و عمدتاً در هر سه سناریو خوشبینانه، بدبینانه و متوسط از رفتار کاهشی برخوردار است. که این مهم، به قاره‌ای‌تر شدن اقلیم یعنی کاهش رطوبت و افزایش دما همراه است.
کلیدواژه‌ها
تغییرات زمانی
مکانی ضریب خشکی ریزگردانی GCMs
موضوعات

عنوان مقاله English

Projecting Aridity Changes in Iran Based on SSP Scenarios: A Climate Change Perspective

نویسندگان English

Mohsen Hamidian Pour 1
Halimah Shahzaei 2
1 Associate Professor, Depertment of Physical Geography, University of Sistan and Baluchistan, Zahedan, Iran
2 Master's student in Climatology, University of Sistan and Baluchestan, Zahedan, Iran
چکیده English

This research investigated the spatio-temporal changes of Iran's climate aridity coefficient during the observed period (1976-2020) and its projection for the future period (2031-2050). To examine the aridity coefficient, precipitation and temperature data from 44 meteorological stations across the country during the base period of 1976-2014, outputs of SSP scenarios (SSP146, SSP246, and SSP585) from General Circulation Models (CMIP6 phase), and the de Martonne aridity index method were used. For the projection of precipitation and temperature data, and consequently the calculation of the aridity coefficient in the future period, the LARS-WG8 downscaling model was employed. To evaluate the temporal and spatial changes of the aridity coefficient, the non-parametric Mann-Kendall test and Sen's slope method were used. The results of the first part of the study, which examined the changes during the observed period, showed that the aridity coefficient had a decreasing trend between 1976 and 2020. This decreasing trend was more pronounced in areas with Mediterranean climates (-0.187) and humid regions (-0.102). Based on the outputs of the downscaled data and the scenarios used in the future period, the aridity trend varied and was mainly decreasing in all three scenarios (optimistic, pessimistic, and moderate). This indicates a trend towards a more continental climate, characterized by decreased humidity and increased temperature

کلیدواژه‌ها English

climate change
aridity coefficient
Downscaling
GCMs
SSP scenarios
  1. ابراهیمی، عباس؛ صفرراد، طاهره؛ جانبازقبادی، غلامرضا . 1398. ارتباط کاربری‌های اراضی شهری با تغییرات ویژگی‌های تابش (مطالعه موردی: شهرهای میانی استان مازندران). مطالعات ساختار و کارکرد شهری، 178-161.
  2. ابراهیمیان، صدیقه و سهیلی، اسماعیل . 1401. پهنه‌بندی و تعیین بهترین شاخص خشکسالی (مطالعه موردی: استان لرستان). مدیریت اکوسیستم‌های طبیعی، 2(3)، 23-11.
  3. اخگر، دامون؛ کریمی، حمیدرضا؛ صحافی، سیدرسول و میردهقان، سیدحسین . 1401. تأثیر پایه بادمجان وحشی (Solanum torvum) بر میزان تحمل به تنش خشکی گوجه‌فرنگی بر اساس شاخص‌های رشدی و فیزیولوژیکی. نشریه علوم باغبانی، 37(2)، 495-481.
  4. امانی، زینب؛ دیهیم‌فرد، رضا و مختصی‌بیدگلی، علی . 1394. بررسی خشکی تحت شرایط افزایش دمای ناشی از تغییر اقلیم در گندم دیم استان فارس با استفاده از شاخص خشکی. نشریه تولید گیاهان زراعی، 9 (2)، 151-174.
  5. بختیاری، بهرام؛ مهدوی، نکیسا و سیاری، نسرین. 1400. تحلیل حساسیت و بررسی تغییرات شاخص خشکی (AI) در چند نمونه اقلیمی ایران. تحقیقات منابع آب ایران، 17(1)، 15-1.
  6. تیموری، مهدی؛ عبدالهی‌مایوان، محبوبه؛ نژادحسن، بتول و گرایی، پرویز . 1390. بررسی روند شاخص خشکی در ایران. مرکز تحقیقات کم‌آبی و خشکسالی در کشاورزی و منابع طبیعی، اولین کنفرانس ملی خشکسالی و تغییر اقلیم.
  7. حمیدیان‌پور، محسن . 1394. تحلیل تغییرات فضایی- زمانی تداوم بارش در ایران. پنجمین کنفرانس منطقه‌ای تغییر اقلیم.
  8. حمیدیان‌پور، محسن و شجاع، فائزه . 1401. مقدمه‌ای بر روش‌ها و شگردهای مدل‌سازی اقلیم و تغییر اقلیم. انتشارات دانشگاه سیستان و بلوچستان.
  9. حمیدیان‌پور، محسن؛ نظری‌پور، حمید؛ خزاعی‌فیض‌آبادی؛ فرزانه، مهسا و فیروزه، صدیقه . 1402. تعیین نقطه تغییر آستانه‌های دمایی امواج گرمایی و سرمایی در ایران زمین طی دوره آماری 2018-1966. مجله علمی پژوهشی مخاطرات محیط طبیعی، 12(37).
  10. خام‌چین مقدم، فرهاد و رضائی‌پژند، حجت . 1388. نقد روش اقلیم‌بندی دمارتن برای بارش حداکثر روزانه در ایران به کمک روش گشتاورهای خطی. مجله فنی مهندسی دانشگاه آزاد اسلامی مشهد، 2(2).
  11. خلیلی، علی؛ بذرافشان، جواد و چراغعلی‌زاده، مجید .1400. بررسی تطبیقی نقشه‌های اقلیمی ایران در طبقه‌بندی دمارتن گسترش داده شده و کاربست روش برای پهنه‌بندی اقلیم جهان. هواشناسی کشاورزی، 10(1)، 16-3.
  12. درویشی، یوسف و قدم‌خیر، محمدصادق . 1400. سنجش و تحلیل اثرات درجه خشکی اقلیم با استفاده از شاخص‌های خشکی ماهانه طاوسی، بارش انگوت (K) و یونپ (UNEP) (مورد مطالعه: شهرستان‌های استان گلستان). فصلنامه علمی دانشگاه گلستان، 2(7)، 70-49.
  13. دوستان، رضا . 1394. تحلیلی بر خشکسالی‌های ایران در نیم قرن گذشته. پژوهش‌های اقلیم‌شناسی، 6(23،24).
  14. ذوالفقاری، فرهاد؛ آذرنیوند، حسین؛ خسروی، حسن؛ زهتابیان، غلام‌رضا و خلیقی‌سیگارودی، شهرام . 1397. اثر پوشش گیاهی بر ایجاد خرد اقلیم در اکوسیستم‌های مناطق خشک (مطالعه موردی: دشت سیستان). فصلنامۀ مرتع و آبخیزداری، (4)71، 914-901.
  15. رضایی، فرشته؛ احمدی، محمود و شکیبا، علیرضا . 1398. شبیه‌سازی آستانۀ دمایی گرما طی دورۀ گرم سال در ایران براساس سناریوهای RCP در بازۀ زمانی (2045-2016). پژوهش‌های دانش زمین، 10(39)، 247-231.
  16. روشن، غلامرضا؛ قانقرمه، عبدالعظیم و شاهکویی، اسماعیل . 1392. اثر تغییر اقلیم منطقه‌ای بر نیاز آبی غلات دیم در ایران. جغرافیا و برنامه‌ریزی محیطی. 24(52).
  17. زارع‌ابیانه، حمید؛ بیات‌ورکشی، مریم و دین‌پژوه، یعقوب . 1389. بررسی روند تغییرات شاخص خشکی در نیمه جنوبی ایران. مجله دانش آب و خاک، 21(2).
  18. سعیدیان، حمزه. .1401. مروری جامع بر شاخص‌های کاربردی خشکسالی. مدیریت جامع حوزه‌های آبخیز، 2(3)، 30-1.
  19. سلیقه، محمد. .1396. آب و هواشناسی سینوپتیک ایران. انتشارات سمت.
  20. شفیعی، مینا؛ پهپوری، علی؛ بیژن‌زاده، احسان و میردورقی، مریم . 1402. ارزیابی عملکرد و شاخص‌های تحمل به خشکی در کشت خالص و مخلوط غلات مختلف تحت تنش آبی و آبیاری نرمال. تنش‌های محیطی در علوم زراعی، 16(3).
  21. شلتن، مارلین . 1390. هیدرکلیماتولوژی. ترجمه و تلخیص: ذوالفقاری، حسن. چاپ اوّل، انتشارات دانشگاه رازی.
  22. صوفی، معصومه و علیجانی، بهلول . 1391. تغییر اقلیم در ناهمواری‌های زاگرس. جغرافیایی سرزمین، 9(34). 45-64.
  23. طاوسی، تقی؛ شجاع، فائزه و عسگری، الهه . 1398. بازنگری پهنه‌های اقلیمی شمال‌شرق ایران بر پایه کاربرد تلفیقی تغییر شاخص خشکی. مدیریت بیابان، 7(13)، 134-117.
  24. عساکره، حسین . 1381. مدل‌های گردش عمومی جو. فصلنامه علمی- پژوهشی اطلاعات جغرافیایی«سپهر»، 11 (41)، 21-23.
  25. عطایی، هوشمند و فتایی، راضیه . 1392. بررسی روند تغییرات زمانی- مکانی دمای شبانۀ استان اصفهان. فصلنامۀ تحقیقات جغرافیایی، 28(4)، پیاپی 111، 182-167.
  26. کاویانی، محمدرضا و علیجانی، بهلول . 1385. مبانی آب و هواشناسی. انتشارات سمت.
  27. قهرودی‌تالی، منیژه . 1381. ارزیابی درون‌یابی به روش کریجینگ. پژوهش‌های جغرافیایی 43، 95-108.
  28. فتحی تپه‌رشت، امین؛ شفیع‌زاده‌ مقدم، حسین و کوچک‌زاده، مهدی . 1400. تحلیل فضایی- زمانی طبقه‌بندی اقلیمی ایران بر اساس روش دمارتن و آزمون من- کندال در دوره آماری 1374-1398. فصلنامه علوم محیطی، 20(3).
  29. فرخ‌زاد، فروغ؛ کرم‌شاهی، عبدالعلی؛ تازه، مهدی و عبدالخانی، علی .1393. ارزیابی روش‌های درون‌یابی قطعی و زمین‌آماری در تهیه نقشه شوری خاک (مطالعه موردی: منطقه شادگان). همایش ملی ژئوماتیک، 21
  30. کوچکی، علیرضا؛ نصیری، مهدی و کمالی، غلامعلی .1386. مطالعه شاخص‌های هواشناسی ایران در شرایط تغییر اقلیم. پژوهش‌های زراعی ایران، 5(1).
  31. کیقبادی، ساقی؛ فتوحی‌قزوینی، رضا؛ تاجور، یحیی و صبوری، عاطفه . 1399. معرفی مقاوم‌ترین ژنوتیپ‌های سرو کوهی (Juniperus) به تنش خشکی بر پایه شاخص‌های فیزیولوژیکی و آنتی‌اکسیدانی. نشریه علوم باغبانی، 26(2)، 353-343.
  32. گودرزی، مسعود؛ صلاحی، برومند و حسینی، سیداسعد .1394. ارزیابی عملکرد مدل‌های ریزمقیاس گردانیLARS-WG و SDSM در شبیه‌سازی تغییرات اقلیمی در حوضه آبریز دریاچه ارومیه. مجله علوم و مهندسی آبخیزداری ایران. 9(31)، 22-11.
  33. مسعودیان، سید ابوالفضل . 1390. آب و هوای ایران. انتشارات شریعه توس، اصفهان، 264.
  34. مسعودیان، سید ابوالفضل .1382. نواحی اقلیمی ایران. مجله جغرافیا و توسعه، 1(2)، 171-184.
  35. محمدی، حسین . 1400. مفاهیم و اصطلاحات آب و هواشناسی. چاپ سوم، انتشارات دانشگاه تهران.
  36. محمدی، حسین؛ ربانی، فاطمه و امیری، ابراهیم . 1395. تغییر اقلیم و مدل‌های اقلیمی. انتشارات دانشگاه تهران، چاپ دوم.
  37. معروفی، صفر؛ طبری، حسین؛ آبینی، علی و معروفی، حسین . 1390. بررسی روند تغییرات زمانی و خصوصیات مکانی بارش و خشکسالی هواشناسی، در غرب کشور طی چند دهه اخیر. فصلنامه تخصصی علوم و مهندسی آب، 1(3).
  38. مهسافر، حمید؛ مکنون، رضا و ثقفیان، بهرام . 1389. اثرات تغییر اقلیم بر بیلان آبی دریاچه ارومیه. تحقیقات منابع آب ایران، سال هفتم (1).
  39. Ahmadi A, Zabihi O. 2024). Multi- Criterria evaluation of CIMP6 precitation and temperature simulations over Iran, Jaurnal of Hydrology: Regional Studies, https://doi.org/10.1016/j.ejrh.2024.101707 .
  40. Behzadi, F., Javadi, S., Yousefi, H., Hashemy Shahdany, S. M., Moridi, A., Neshat, A., Golmohammadi, G., & Maghsoudi, R. (2024). Projections of meteorological drought severity-duration variations based on CMIP6. Scientific Reports, 14, 5027. https://doi.org/10.1038/s41598-024-55340-x.
  41. IPCC, (2021). Summary for Policymakers. In: Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Masson-Delmotte, V., P. Zhai, A. Pirani, S.L. Connors, C. Péan, S. Berger, N. Caud, Y. Chen, L. Goldfarb, M.I. Gomis, M. Huang, K. Leitzell, E. Lonnoy, J.B.R. Matthews, T.K. Maycock, T. Waterfield, O. Yelekçi, R. Yu, and B. Zhou (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, pp. 3−32, doi:10.1017/9781009157896.001.
  42. Ghazi, B., Salehi, H., Cheshami, M., Zeydalinejad, N., & Linh, N. T. T. (2024). Projection of climate change impact on main climate variables and assessment of the future of Köppen–Geiger climate classification in Iran. Acta Geophysica. https://doi.org/10.1007/s11600-024-01457-6.
  43. Hadi Pour, S., Abd Wahab, A. K., & Shahid, S. (2020). Spatiotemporal changes in aridity and the shift of drylands in Iran. Atmospheric Research, 233, 104704. https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2019.104704.
  44. Namroodi M, Hamidianpour M, Poodineh M. R. 2021. Spatio-temporal analysis of changes in heat and cold waves across Iran over the statistical period 1966–2018. Arabian Journal of Geosciences (2021) 14:857 https://doi.org/10.1007/s12517-021-07161-9.
  45. Omidi F., Paimozd S. 2023. Agricultural water requirement supply under climate change (case study: Bazoft Reservoir), pp. 277-287. In Gastescu, P., Bretcan, P. (edit., 2023), Water resources and wetlands, 6th International Hybrid Conference Water resources and wetlands, 1317 September 2023, Tulcea (Romania). pp.287. Available online at http://www.limnology.ro/wrw2023/proceedings.html.
  46. Semenov M.A, Brooks R. J. 1999. Spatial interpolation of the LARS-WG stochastic weather generator in Great Britain, climate Research clim Res. Published March 22, Vol. 11: 137 – 148, 1999.
  47. Xue R, Sun B, Li W, Li H, Zhou B. 2024. Future Changes in compound drought eventa and associated population and GDP exposure in China based on CMIP6, https://doi.org/10.1016/j.aosl.2024.100461.
  48. Wang, X., Lang, X., & Jiang, D. (2022). Future changes in aridity in the Upper Indus Basin during the twenty-first century. Climate Research, 87(117-132). https://doi.org/10.3354/cr01684.
  49. Wang, X., Jiang, D., & Lang, X. (2021). Future changes in Aridity Index at two and four degrees of global warming above preindustrial levels. International Journal of Climatology, 41(1), 278-294. https://doi.org/10.1002/joc.6620.