بخشی از مقاله
چکیده
تغییر اقلیم یکی از معضلات کنونی جامعه بشری است تغییر اقلیم عبارت است از تغییرات رفتار اقلیمی یک منطقه در مقایسه با رفتاری که در طول یک دوره زمانی بلندمدت منطقه از اطلاعات ثبت و مشاهدهشده مورد انتظار است. مطالعات زیادی در مناطق مختلف دنیا درباره تغییر اقلیم انجامشده است که نتایج آنها نشاندهندهی تغییرات اقلیمی بهویژه بارش و دما است در این تحقیق تأثیر تغییر اقلیم بر بارش حوضه رودخانه کشکان در 5 ایستگاه سینوپتیک و هیدرومتری با آمار 40 ساله - 1352-1391 - مطالعه شده است. از روش من کندال برای نشان دادن روند تغییرات پارامتر اقلیمی بارش و حوضه کشکان استفادهشده است؛ که نتایج بهدست آمده نشان میدهد که روند بارش در ایستگاههای سراب صید علی، چم انجیر، افرینه، هرو، پلدختر منفی بوده است.
واژههای کلیدی:
تغییرات اقلیمی، حوضه کشکان، بارش، روش من کندال
مقدمه
در مناطق خشک و نیمهخشک ،کمبود آب با تغییرپذیری اقلیم تشدید میشود .[ 1 ] و منابع آب حساسیت بسیار بالایی به تغییرات و نوسانات اقلیمی دارد .[2] بهطوریکه در سالهای اخیر تأثیر توأمان اقلیم و عوامل اقتصادی - اجتماعی باعث تشدید فرآیندهای بیابانزایی از دیدگاه منابع آب گردیده است . [3] بنابراین یکی از مسائل اساسی در مدیریت منابع آب در مناطق خشک و نیمهخشک در نظر گرفتن تغییرات اقلیمی است. یکی از مهمترین پارامترهای اقلیمی که باید موردبررسی قرار گیرد بارش است چراکه ورودی سیکل هیدرولوژی در یک ناحیه بوده ،درواقع ورودی اصلی به چرخه جهانی هیدرولوژی است و بیشترین نوسانات را در بین سایر عناصر اقلیمی دارد. این مسئله ویژه در کشور ایران که متوسط بارش سالانه آن حدود 250 میلیمتر است اهمیت بیشتری دارد. افزایش دمای سطح زمین و تغییرات در الگوهای بارندگی پدیده قالب در تغییر اقلیم میباشد که این دو تقرباًی تمام بخشهای دیگر چرخه آب را تحت تأثیر قرار میدهد .[4] مطالعات مختلفی که با استفاده از الگوهای فعلی بارش انجامشده نیز نشان داده که بالاتر رفتن دما منجر به افزایش میزان تبخیر،کاهش جریان رودخانه و افزایش فراوانی وقوع خشکسالی میگردد. ازجمله میتوان به مطالعه آکینرمی و همکاران اشاره کرد که به بررسی روند بارش در طول 40 سال گذشته پرداختند و نشان دادند که افزایش معنیداری در مقدار بارش وجود داشته است .[5] کامسو به بررسی روند بارش و جریان پایه رودخانه مولونگازی در مالاوی پرداخت تا به الگوی تغییر و روند بارش و جریان دست یابد [6] .صبوحی به بررسی روند پارامترهای اقلیمی ازجمله مجموع بارش سالانه و بارش حداکثر 24 ساعته در 135 ایستگاه سینوپتیک کشور پرداخت .[7] رضئعی و همکاران به بررسی روند مجموع بارش سالانه در مناطق خشک و نیمهخشک کشور پرداختند و نشان دادند که اکثر ایستگاههای مناطق خشک و نیمهخشک ایران روند معنیدار بارش را نشان نمیدهند .[8]مدرسی و همکاران به بررسی روند مقادیر بارش سالانه و حداکثر بارش 24 ساعته در 145 ایستگاه سینوپتیک کشور پرداختند و نشان دادند که مجموع بارش سالانه در طول چند سال گذشته روند کاهشی داشته است .[4] تغییرات در نزول بارشها سیل و خشکسالی ها که مهمترین بلایای طبیعی هستند و سالانه خسارت زیادی به وجود آورده است که هم بر محیطزیست و هم بر زندگی بشر تأثیر بسزایی دارند. هدف از این پژوهش بررسی تغییرات اقلیمی بر بارش حوضه کشکان است تا بتوان از این طریق مدیریتی بهینه و کارآمد روی منابع آب اعمال کرد حوضه کشکان در منطقه نیمهخشک کشورمان واقعشده است و نزولات جوی تنها امید کشاورزان دیم کار این منطقه هست.
منطقه موردمطالعه
حوضه آبریز کشکان یکی از زیر حوضههای مهم حوضه آبریز کرخه است و رودخانه کشکان به طول 373/75 کیلومتر بهعنوان یکی از شاهرگهای آبی در استان لرستان در حوضهای به وسعت 9275/66 کیلومترمربع در جنوب غربی ایران جریان دارد. در تقسیمبندی هیدرولوژی این حوضه بخشی از حوضه خلیجفارس به شمار میرود. حوضه مطالعاتی ازنظر موقعیت جغرافیایی در محدوده 47 درجه و 12 دقیقه تا 48 درجه و 59 دقیقه طول شرقی و 33 درجه و 8 دقیقه تا 34 درجه و 2 دقیقه عرض شمالی قرار دارد. این حوضه ازنظر تقسیمات سیاسی بهطور کامل در استان لرستان قرارگرفته است. مساحت آن 9275/66 کیلومترمربع میباشد و حدود یک سوم از خاک استان لرستان و در شهرهای سلسله، دلفان، چغلوندی، خرمآباد، کوهدشت و پلدختر را دربرمی گیرد.
دلفا
شکل - 1 - نقشه موقعیت جغرافیایی حوضه کشکان
اقلیم استان لرستان از جنوب به شمال و از غرب به شرق سردتر و مرطوبتر میشود که ویژگی اقلیمی حوضه هم از خصوصیت پیروی میکند و طبق طبقهبندی اقلیمی آمبرژه اقلیم حوضه و استان در اقلیم مدیترانهای است که با توجه به خصوصیت اقلیم مدیترانه ای زمستانها سرد و مرطوب و تابستان گرم و خشک میباشد و بیشترین بارشها در فصل زمستان و بهار بهصورت باران میباشد.
مواد و روشها
دوره مطالعاتی این تحقیق یک دوره 40 ساله بین سالهای -1391 1352 میباشد. ایستگاههای موردمطالعه در حوضه کشکان شامل ایستگاههای ، سراب صیدعلی، چم انجیر، افرینه، پلدختر و هرومی باشد. ایستگاه هرو به دلیل نقص آماری 25 ساله در نظر گرفتهشده است. جدول - 1 - مشخصات ایستگاهها را نشان میدهد. اطلاعات موردنیاز از سازمان هواشناسی و سازمان آب منطقهای استان لرستان تهیهشده است. روش مورداستفاده در این تحقیق، آزمون آماری - گرافیکی من کندال و رگرسیون خطی میباشد. این آزمون برای بررسی تصادفی بودن و تعیین روند در سریهای زمانی استفاده میشود. آزمون نا پارامتری من- کندال ابتدا توسط من - 1945 - 1 ارائه و سپس توسط کندال - 1975 - 2 بر پایه رتبه دادهها در یک سری زمانی بسط و توسعه یافت. این روش بهطور متداول و گستردهای در تحلیل روند سریهای هیدرولوژیکی و هواشناسی بکار گرفته میشود. از نقاط قوت این روش میتوان به مناسب بودن کاربرد آن برای سریهای زمانی که از توزیع آماری خاصی پیروی نمیکنند اشاره نمود. اثرپذیری ناچیز این روش از مقادیر حدی که در برخی از سریهای زمانی مشاهده میگردند نیز از دیگر مزایای استفاده از این روش است. فرض صفر این آزمون بر تصادفی بودن و عدم وجود روند در سری دادهها دلالت دارد و پذیرش فرض یک - رد فرض صفر - دال بر وجود روند در سری دادهها میباشد.
جدول - 1 - موقعیت ایستگاههای موردمطالعه
در این پژوهش برای تعیین وجود یا عدم وجود روند و تعیین نوع تغییرات و زمان آن، از روش من- کندال استفاده شد. جهت شناسایی روندهای جزئی و کوتاهمدت، نقاط جهش و نقاط شروع روند سری زمانی از نمودار سری زمانی برحسب مقادیر U - t - و U' - t - استفاده میگردد. برای ترسیم نمودار سری زمانی مقادیر متوالی، آمارهای U - t - و U' - t - با استفاده از آزمون من- کندال محاسبه میشود.در صورت وجود روند در جهت مشخص این آزمون فقط در شکل دوطرفه آن دقیق است. ازاینرو فرض صفر برای مقادیر بالای U - t - رد میگردد.وقتی مقدار U - t - معنیدار است که روند افزایشی یا کاهشی در آن مشاهده شود و درنتیجه 0U - t - یا U - t - 0 حاصل گردد.برای تعیین زمان وقوع تغییر لازم است علاوه بر U - t - ، مؤلفه U' - t - نیز محاسبه میشود. در این روش، مقادیر متوالی از مقدار Ui و U'i حاصله از آزمون من- کندال بهصورت گرافیکی نمایش داده میشود که اگر مقادیر Ui و U'i از منحنیها چندین بار در محدوده پایینتر از نقطه بحرانی - 1/96 - روی همدیگر قرار بگیرند یا در این محدوده بهصورت موازی باهم حرکت کنند روند یا تغییری وجود نخواهد داشت ولی درجایی که منحنیها همدیگر را قطع میکنند منحنیها محل شروع روند یا تغییرات را بهصورت تقریبی به نمایش میگذارند. اگر منحنیها همدیگر را در داخل محدوده قطع کنند نشانه زمان آغاز تغییر ناگهانی و درصورتیکه خارج از محدوده بحرانی همدیگر را قطع کنند بیانگر وجود روند در سریهای زمانی است .[9]
تحلیل آزمون گرافیکی من- کندال با استفاده از مؤلفه u و U'برای عناصر بارش و دبی در مقیاس سالانه ترسیم شد سپس با توجه به خصوصیات آزمون گرافیکی من- کندال نوع و زمان تغییر مشخص گردید. نتایج حاصل از آن در ذیل آورده شده است.
در شکل شمارهی - 2 - ، ابتدا یک بیهنجاری بهصورت روندمثبت و منفی در بارش ایستگاه سراب صیدعلی رخ داده است که در سال 1352 شروع و تا سال 1368 ادامه داشته است سپس بی هنجاری با روند منفی بهاحتمال 99 درصد معنیداری از سال 1368 پس از تلاقی با خط شاخص بررسی تغییرات، شروع و تا سال 1391 ادامه داشته است؛ و روند کاهش بارش حفظ شده است.
شکل - 4 - آزمون گرافیکی من کندال بارش ایستگاه چم انجیردر شکل شمارهی - 5 - ، یک بیهنجاری با روندمنفی در بارش ایستگاه افرینه نشان دادهشده است که بهاحتمال 90 درصد معنیدار هست و پس از نوساناتی، روند معنیدار منفی از سال 1358 پس از تلاقی با خط شاخص بررسی تغییرات، شروع و تا سال 1391 ادامه داشته است و روند کاهش بارش منطقه حفظشده است.
شکل - 2 - آزمون گرافیکی من کندا ل بارش ایستگاه سراب صید علی
در شکل شمارهی - 3 - ، یک بیهنجاری با روندمنفی در بارش ایستگاه هرو نشان دادهشده است که این روند معنیدار منفی با حدود اطمینان 90 درصد از سال 1354 پس از تلاقی با خط شاخص بررسی تغییرات، شروع و تا سال 1365 ادامه داشته است و با یکروند مثبت از سال 1365 تا 1368 و از سال 1368 روند منفی با 90 درصد معنیداری تا 1391 ادامه داشته است و روند منفی بارش شکل - 5 - آزمون گرافیکی من کندال بارش ایستگاه افرینه منطقه حفظ شده است. در شکل شمارهی - 6 - ، یک بیهنجاری با روندمثبت در بارش ایستگاه پلدختر نشان دادهشده است که معنیدار هست، این روند معنیدار پس از نوساناتی سپس دوباره روند منفی از سال 1370 پس از تلاقی با خط شاخص بررسی تغییرات، شروع و تا سال 1389 که با احتمال 95 درصد معنیدار است ادامه پیداکرده است. روند کاهش بارش منطقه حفظشده است.
شکل - 3 - آزمون گرافیکی من کندال بارش ایستگاه هرو
در شکل شمارهی - 4 - ، بیهنجار ی با روندمثبت در روند بارش ایستگاه چم انجیر رخداده است که از سال 1352 شروع و تا 1359 ادامه داشته است که پس از نوساناتی در سال 1365، روندمنفی معنیداری با احتمال 99 درصد پس از تلاقی با خط شاخص بررسی تغییرات، شروع و تا سال 1391 ادامه داشته است. روند کاهش بارش در منطقه حفظشده است. شکل - 6 - آزمون گرافیکی من کندال بارش ایستگاه پلدختر
نتیجه گیری
این پژوهش به بررسی تأثیر تغییر اقلیم بر بارش حوضه کشکان با تأکید بر رودخانه کشکان پرداخته است. با بررسی و مطالعاتی که بر روی روی 5ایستگاه از زیر حوضههای، حوضه رودخانه کشکان در یک دوره آماری 40 ساله 1352 - تا - 1391 بهجز ایستگاه هرو که به علت نواقص آمار با طول دوره آماری 25 ساله 1352 - تا - 1376در نظر صورت گرفته شد. درکلیه ایستگاه ها کاهش روند بارش بیهنجاریها یا رفتار خاصی را از خود نشان میدهند که معنیدار هستند. کاهش بارش بهعنوان یکی از مهمترین عوامل پدیده تغییر اقلیم است ثابت شد.
