بخشی از مقاله
خلاصه
اثرات منفی تغییر اقلیم بر جوامع بشری یکی از دغدغه های مهم قرن حاضر است. در این پژوهش ، به بررسی اثر تغییر اقلیم بر شدت و فراوانی وقوع خشکسالی کوتاه مدت در شهر شیراز پرداخته شده است. در این راستا نخست مقادیر بارندگی روزانه ایستگاه سینوپتیک شیراز ، طی دوره پایه 1971 تا 2000 میلادی استخراج گردید. سپس شاخص خشکسالی بارش استاندارد شده - SPI - برای مقیاس زمانی کوتاه مدت 6ماهه و شدت خشکسالی تجمعی وزنی سالانه متناظر محاسبه و مورد تحلیل فراوانی قرار گرفت . جهت تولید داده های بارندگی روزانه در دوره آتی - 2046-2065 - ، برون داد های مدل گردش عمومی جو HadCM3 تحت سناریوی A2 با استفاده از مدل LARS-WG5 به صورت آماری ریزمقیاس گردید و فرآیند انجام شده در دوره پایه تکرار شد . نتایج نشان می دهد در شهر شیراز در دوره آتی - 2046-2065 - ، شاهد کاهش بارندگی و افزایش شدت خشکسالی نسبت به دوره پایه خواهیم بود . این تغییرات با افزایش دوره بازگشت بیشتر می شود .
کلمات کلیدی: تغییر اقلیم، خشکسالی، مدل گردش عمومی جو، مدل LARS-WG5، شیراز
.1مقدمه
امروزه یکی از مشکلات روز دنیا، تغییر اقلیم و همچنین تاثیرات آن بر پدیده های مختلف مانند خشکسالی است. پدیده ای که حیات را به مخاطره خواهد انداخت و اگر بشر چاره ای برای این مسئله نیاندیشد با مشکلات فراوانی روبه رو خواهد بود. البته اثبات وقوع تغییر اقلیم در سطح جهان به سهولت امکان پذیر نیست و نیازمند بررسی های جامع و طولانی مدت بر آمارهایی از پارامترهای جوی است.
بررسی تاثیرات مثبت و منفی تغییر اقلیم بر شدت و فراوانی وقوع خشکسالییک منطقه به منظور برنامه ریزی صحیح منابع آب، مدیریت بحران،کاهش ریسک و همچنین طراحی و اجرای پروژه های منابع آب از اهمیت ویژه ای برخوردار است. از آنجا که تغییر اقلیم،پارامترهای مهم اقلیمی مانند درجه حرارت و بارندگی را تحت تاثیر قرار می دهد، بنابراین انتظار می رود در خصوصیات خشکسالی نیز تغییرات معنی داری را ایجاد نماید. تغییر اقلیم،تغییر متوسط شرایط جوی در یک مکان یا منطقه خاص میباشد. خشکسالی نیزیکی از پدیده های آب و هوایی و از جمله رخدادهایی است که هر ساله باعث خسارت های زیادی می گردد. این پدیده صرفا به نواحی خشک و نیمه خشک محدود نمی شود ، بلکه هم در نواحی خشک و هم در نواحی مرطوب به وقوع می پیوندد و باعث کمبود منابع آب می گردد. ویژگی های خشکسالی از قبیل فراوانی ، شدت و تداوم خشکسالی از مکانی به مکان دیگر و از زمانی به زمان دیگر متفاوت است . همچنین نتایج متفاوتی را نیز در بردارد . خشکسالی هواشناسییکی از انواع مهم آن می باشد که به دلیل کمبود و یا کاهش مقدار بارندگی در طی دوره ای از زمان بوجود می آید. این کمبود ممکن است نسبت به میانگین نرمال و یا طول دوره خشک ارزیابی گردد.
تاکنون مطالعات بسیاری در زمینه پایش،پهنه بندی و بررسی خصوصیات خشکسالی در مناطق مختلف ایران و جهان انجام گرفته است اما در زمینه تاثیر تغییر اقلیم بر فراوانی وقوع و دوره بازگشت خشکسالی تحقیقات کمتری انجام شده است.
فتاحی و همکاران - 1395 - ، تاثیر تغییر اقلیم برشدت و دوره بازگشت خشکسالی های برخی از مناطق ایران را در دوره 2011-2040 را مورد بررسی قرار داده اند. در این پژوهش از مدل /$56-:*به منظور ریزمقیاس نمایی آماری داده ها استفاده شده است. نتایج نشان داده است که میزان بارش نسبت به دوره پایه،طی دوره های آینده نزدیک تحت خروجی های مدل گردش عمومی جو +DG&03 و دو سناریوی$1B '$2 تغییر معنی داری در بیشتر مناطق داشته است.
بحری و همکاران - 1394 - ، در پژوهشی خشکسالی های دوره 2011-2030 میلادی، حوضه آبخیز اسکندری در استان اصفهان را تحت تاثیر تغییر اقلیم، با استفاده از مدل /$56-:* برای ریز مقیاس نمایی برون داده های مدل +DG&03 تحت سناریوی A2 مورد ارزیابی قرار دادند. نتایج بدست آمده نشان از افزایش2/7 درصدی بارش می باشد به طوریکه بیشترین کاهش آن مربوط به ماه آوریل و بیشترین افزایش مربوط به ماه مارس خواهد بود. به طور کلی پیش بینی شده است که در این حوضه در دهه 2020 با کاهش فراوانی وقوع خشکسالی مواجه خواهند بود. حسینی زاده و همکاران - 1393 - نیز تاثیر تغییر اقلیم بر وضعیت خشکسالی دشت دزفول-اندیمشک را با استفاده از شاخص بارش استاندارد برای دوره ی 2060-2084 مورد بررسی قرار داده اند . بدین منظور ابتدا خروجی چهار مدل گردش عمومی جو تحت سناریوی انتشارA2، به کمک داده های روزانه بارش در دوره ی پایه 1985-2009، برای دو ایستگاه هواشناسی موجود در منطقه ریزمقیاس شده است. نتایج نشان داد که در دوره آتی، تداوم خشکسالی های شدید و خشکسالی های ضعیف، افزایش و تداوم خشکسالی های با شدت متوسط،کاهش مییابد. همچنین با افزایش دوره بازگشت و کاهش احتمال وقوع، تداوم خشکسالی ها در تمام شدت ها افزایش مییابد.
معافی مدنی و همکاران - 1391 - ، وضعیت خشکسالی استان خراسان رضوی را طی دوره 2011-2030 میلادی با استفاده از ریز مقیاس نمایی آماری خروجی مدل/$56-:* تحت تاثیر تغییر اقلیم پیشبینی نمودند. نتایج حاصل از این بررسی نشان داده است که در اغلب ایستگاهها در بیشتر سالهایمورد مطالعه خشکسالی کاهش و تعداد ماههای تر افزایش مییابد.
گل محمدی و مساح بوانی - 1390 - ، وضعیت خشکسالی حوضه قره سو را در دوره 2040-2069 میلادی تحت تاثیر تغییر اقلیم مورد بررسی قرار دادند. نتایج بدست آمده از این تحقیق،که تنها تحت یک مدل گردش عمومی جو و یک سناریوی انتشار گازهای گلخانه ای بوده است، افزایش بارش و کاهش شدت خشکسالی نسبت به دوره پایه در آینده را پیشبینی کرده است.البته باید توجه داشت که تاثیر عدم قطعیت مربوط به سایر مدل های گردش عمومی جو و سناریوهای انتشار گازهای گلخانه ای در این تحقیق مورد بررسی قرار نگرفته است.
آگراول و همکاران - 2014 - ، با بررسی 10 مدل GCM تحت سناریو های انتشار $2 ' %2 و $1Bدر حوضه کوشی در نپال، با استفاده از نرم افزار /$56-:* اقدام به بررسی عدم قطعیت مدل ها در برآورد تغییرات بارش در سه دوره
زمانی، در دهه های 2020 ، 2055 و 2090 نموده اند . مطالعه بر روی داده های 46 ایستگاه در 6 منطقه انجام شده است. نتایج نشان داده است که دوره های تر در این منطقه افزایش و شدت و مدت خشکسالی کاهش خواهد یافت.
لوکاس و همکاران - 2008 - ، در پژوهشی تاثیر تغییر اقلیم، بر خشکسالی سالانه در منطقه Thessalyیونان را مورد بررسی قرار دادند. در این پژوهش، برای تخمین خشکسالی سالانه از شاخص بارندگی استاندارد SPI استفاده شده است. خروجی های مدل تغییر اقلیم CGCM 2 و سناریوهای$2 ' %2نیزجهت بررسی تاثیر تغییر اقلیم بر خشکسالی دو دوره آینده 2020-2050 و 2070-2100 به کار گرفته شده است. نتایج نشان می دهد، شدت خشکسالی های سالانه برای تمام مناطق هیدرولوژیکی و تمام شاخص هایSPI افزایشیافته و با سناریوی A2 شدت بیشتریهم مییابد.
هدف اصلی این تحقیق پاسخ به این سوال است که آیا خشکسالی هایکوتاه مدت آینده شهر شیراز خصوصیات مشابهی با گذشته دارند یا خیر. به عبارت دیگر شدت و فراوانی وقوع خشکسالی تا چه حد در این منطقه تحت تأثیر تغییر اقلیم قرار می گیرد . شیراز همواره در معرض خطر احتمالی خشکسالی قرار داشته و در چند ساله اخیر خسارت های جبران ناپذیری به منابع آبی، باغات و کشاورزی این شهر و اطراف آن وارد گردیده است.
.2مواد و روشها
برای انجام اینپژوهش، پس از انتخاب ایستگاه سینوپتیک شیراز بعنوان ایستگاه شاخص و دوره آماری 1971-2000 بعنوان دوره پایه، داده های بارندگی روزانه جمع آوری و از کیفیت مناسب آنها اطمینان حاصل گردید. سپس برون داد های مدل گردش عمومی جو HadCM3 تحت سناریوی A2 با استفاده از مدل LARS-WG5 به صورت آماری ریزمقیاس گردید و سری زمانی بارش روزانه برای دوره آتی - 2046-2065 - نیز تولید شد. در نهایت با محاسبه شاخص خشکسالیSPI در مقیاس زمانی کوتاه مدت 6 ماهه و شدت خشکسالی تجمعی وزنی سالانه - - AWCDS متناظر در دوره های پایه و آتی، اطلاعات لازم جهت تحلیل فراوانی فراهم گردید. در نهایت محاسبه شدت خشکسالی در دوره بازگشت های مختلف و مقایسه نتایجدردو دوره مورد مطالعه، تأثیر تغییر اقلیم بر خشکسالیهای کوتاه مدت شهر شیراز را آشکار می نماید.
معرفی منطقه مورد مطالعه
شیرازیکی از 5 شهر بزرگ ایران و مرکز استان فارس است. این شهر در بخش مرکزی استان و در منطقه کوهستانی زاگرس واقع شده و آب و هوای معتدلی دارد. در شکل - - 1 موقعیت شهر شیراز در ایران و در استان فارس نشان داده شده است. میانگین سالانه دمای شیراز 18 درجه سانتی گراد و متوسط بارندگی سالانه آن 338 میلیمتر است. در حال حاضر دارای دو ایستگاه هواشناسی است که یکی از آنها از نوع سینوپتیک با دوره آماری طولانی و کیفیت مناسب است. مشخصات ایستگاه سینوپتیک شیراز در جدول - - 1 درج شده است.
