بخشی از مقاله
چکیده
در سالهاي اخیر دریاچه ارومیه، با افت شدید سطح آب روبرو بوده که حیات آنرا به خطر انداخته است. به دلیل اینکه تراز سطح آب دریاچهها وابسته به رواناب ورودي به آنها میباشد، در این مقاله تاثیر تغییر اقلیم بر رواناب ورودي به دریاچه ارومیه با 10 مدل اقلیمی - AOGCM-AR4 - در دوره 2013-2040 میلادي تحت سناریوهاي انتشار A2 و B1 بررسی میشود. ابتدا سناریوهاي دراز مدت ماهانه تغییر اقلیم دما و بارش منطقه در دو دوره 1961- 1990 و 2013-2040 تولید و با تابع بتا وزن دهی شدند. سپس تابع توزیع تجمعی - cdf - براي هر ماه محاسبه شد.
با محاسبه سناریوهاي تغییراقلیم دما و بارش منطقه در سه سطح ریسک 25، 50 و 75 درصد از توابع cdf و معرفی آن به مدل لارز، سري زمانی دما و بارش منطقه در دوره آتی محاسبه شد. در ادامه با معرفی سري زمانی دما و بارش دوره آتی به مدل شبکه عصبی مصنوعی، رواناب آینده تولید گردید. یافتههاي این تحقیق نشان از کاهش آورد ورودي به دریاچه در سناریو انتشار A2 در سه سطح ریسک 25، 50 و 75 درصد به ترتیب %-21، %-13 و %-0/3 و افزایش در سناریو B1 به ترتیب %4/5، %14 و %19 نسبت به دوره پایه دارد.
-1 مقدمه
تغییرات معنیدار دماي کره زمین یا گرمایش جهانی به عنوان مهمترین نمودهاي تغییر اقلیم در قرن حاضر مورد توجه قرار گرفته است. مطابق با گزارش ارزیابی چهارم - AR4 - هیات بین الدول تغییر اقلیم متوسط افزایش دماي کره زمین تا انتهاي قرن 21، 1/8°C-4°C خواهد بود و این در حالیست که در قرن گذشته میزان افزایش دما 0/76°C بوده است. - IPCC 2007 - به دلیل تغییراقلیم سیستم چرخه هیدرولوژي دستخوش تغییراتی گردیده است. دریاچهها با دارا بودن کمتر از %1 مساحت سطح کره زمین %2/8 - مساحت سیاره زمین - تاثیرات زیادي در هیدرولوژي منطقه خود دارند. مطالعات و بررسیهاي انجام شده بر دریاچههاي جهان بخصوص در اواخر قرن بیستم و دهه اول قرن بیست و یکم نشاندهنده این واقعیت است که بطور نسبی سطح و حجم آب دریاچهها در حال کاهش است و حتی بعضی از آنان به خشکی مطلق رسیده اند.
به دلیل اهمیت موضوع در سالهاي اخیر مطالعات مختلفی در خصوص تاثیر تغییر اقلیم بر تغییرات تراز سطح آب دریاچهها در نقاط مختلف جهان انجام شده است. از جمله این مطالعات میتوان به Lijalem و همکاران - 2007 - ، مطیعی و مک بین - - 2009، Somura و همکاران - 2009 - و Yao و همکاران - 2009 - اشاره کرد.در اکثر مطالعات صورت گرفته تنها تاثیر تغییر اقلیم بر دریاچهها با استفاده از یک یا دو مدل AOGCM و یک سناریو تغییر اقلیم بررسی شده و اثر عدم قطعیتهاي ناشی از مدلهاي اقلیمی AOGCM، عدم قطعیت انتشار گازهاي گلخانهاي، عدم قطعیت روشهاي کوچک مقیاس کردن و ... لحاظ نگردیده است. در این راستا و بهمنظور مدیریت عدم قطعیت در مطالعات تاثیر تغییر اقلیم بر سطح آب دریاچهها مطالعاتی صورت پذیرفته که میتوان به Yu و همکاران - 2010 - و Bae و همکاران - 2011 - اشاره کرد.
باید توجه داشت که در مطالعات تغییر اقلیم یکی دیگر از منابع عدم قطعیت که میتواند بر نتایج نهائی تاثیرگذار باشد عدم قطعیت مربوط به نوسانات اقلیمی - Climate variability - بوده که در مطالعات تاثیرات تغییر اقلیم به آن پرداخته نشده است. در تحقیق حاضر این منبع عدم قطعیت با تولید چندین سري زمانی دما و بارش براي 28 سال آینده در نظر گرفته خواهد شد. در این مقاله تاثیر پدیده تغییراقلیم بر رواناب ورودي به دریاچه ارومیه در دوره 2013-2040 تحت سناریوي انتشار گازهاي گلخانهاي A2 و B1 و 10 مدل از مدلهاي AOGCM و روش ریز مقیاس نمایی آماري لارز - LARS - با لحاظ نمودن عدم قطعیت نوسانات اقلیمی در سه سطح ریسک، مورد بررسی قرار گیرد.
-2 مواد و روشها
حوضه دریاچه ارومیه یکی از با ارزشترین اکوسیستمهاي آبی ایران به حساب میآید و به خاطر مشخصههاي منحصر به فرد آن از سال 1963 به عنوان پارك طبیعی حفاظتشده و از سال 1972 از سایتهاي محافظتشده جهانی یونسکو - Unesco Biosphere Reserves - و سال 1975 نیز جزو تالابهاي حفاظتشده کنوانسیون رامسر اعلام شده است. این دریاچه که بیستمین دریاچه بزرگ دنیا و دومین دریاچه شور دنیا میباشد، بین عرض جغرافیایی -38°30´ 35°40´ و طول جغرافیایی44°07´-47°53´ قرار دارد. متوسط بارش سالانه در حوضه دریاچه 361 میلیمتر در سال و میانگین دماي سالانه حوضه در اطراف دریاچه 11°C و در مناطق کوهستانی 2/5°C میباشد. طول دریاچه ارومیه 130 تا 140 کیلومتر و میانگین عرض آن 40 کیلومتر است.
براي تعیین میانگین بارندگی در دریاچه ازاطلاعات تکمیل و تطویل شده شانزده ایستگاه اطراف دریاچه استفاده شده و میانگین بارش دریاچه با استفاده از نرم افزار GIS و روش پلیگون تیسن در دوره - 1961-1990 - تعیین گردید. براي دماي متوسط حوضه نیز از اطلاعات ایستگاه سینوپتیک ارومیه در دوره پایه - 1961-1990 - و براي محاسبه دبی ورودي به دریاچه از اطلاعات پانزده ایستگاه هیدرومتري اصلی ورودي دریاچه در دوره پایه که در اطراف دریاچه وجود دارند، استفاده گردید. در شکل 1 موقعیت حوضه دریاچه و ایستگاههاي بارانسنجی، هیدرومتري و سینوپتیک ارومیه نشان داده شده است.
تجزیه و تحلیلهاي این تحقیق در سه گام انجام میپذیرد. در گام اول سناریوهاي تغییر اقلیم دما و بارش منطقه حاصل از 10 مدل از مدلهاي گزارش چهارم - IPCC-AR4 - IPCC تحت دو سناریوي انتشار A2 و B1 براي دوره آینده 2013-2040 تولید میشود. در ادامه خروجی مربوط به این مدلها تحت روش ترکیبی ریزمقیاسنمایی فاکتور تغییر- لارز، کوچک مقیاس میشوند. در گام آخر مدل بارش رواناب منطقه با مدل شبکه عصبی مصنوعی مدل شده و سپس مقادیر کوچک مقیاس شده به مدل شبکه عصبی معرفی شده و مقادیر رواناب حوضه در دورههاي آتی با اعمال عدم قطعیتها در سه سطح ریسک %25 - ، %50 و - %75 محاسبه میگردد. بنابراین نتایج نهائی با دخالت سه منبع عدم قطعیت - مدلهاي GCM، سناریوهاي انتشار و نوسانات اقلیمی - مربوط به مطالعات تغییر اقلیم محاسبه شده است. در ادامه شرح مربوط به هر گام محاسباتی آورده میشود.
