بخشی از مقاله
چکیده
انتشار روز افزون گازهای گلخانه ای پس از انقلاب صنعتی، توازن انرژی زمین را برهم زده و موجب گرم شدن کره زمین میگردد.در این مقاله ، بررسی اثرات تغییر اقلیم بر پارامترهای هواشناسی و هیدرولوژیکی حوضه دریاچه ارومیه برای دوره 2010-2100 پیش بینی شده است. برای پیش بینی پارامترهای هواشناسی، مدل گردش عمومی جوHADCM3 تحت سناریویA2 مورد استفاده قرار گرفت. داده های دما، بارش و تبخیر با استفاده از نرم افزار LARS توسط مدل SDSM و داده های مشاهداتی، ریزمقیاس و کالیبره شد. در ادامه برای شبیه سازی مدل بارش به رواناب از مدل شبکه عصبی مصنوعی - ANN - استفاده شد. نتایج خروجی مدل ها اغلب افزایش دما و تبخیر و کاهش بارش را در دوره ی آتی نشان می دهد. اگرچه تغییر اقلیم تاثیر چندانی بر روی رواناب ورودی به دریاچه ارومیه ندارد اما بعنوان یک عامل تشدید کننده بهمراه عوامل تغییر در اکوسیستم، برداشت بی رویه از آبهای زیرزمینی، شیوههای نامناسب آبیاری و... میتواند توزیع ماهانه را تا سال 2100 تغییر می دهد.
کلمات کلیدی: تغییر اقلیم، دریاچه ارومیه، هواشناسی، هیدرولوژی، HADCM3
1. مقدمه
انتشار روز افزون گازهای گلخانه ای پس از انقلاب صنعتی، توازن انرژی زمین را برهم زده و موجب گرم شدن کره زمین میگردد. با توجه به گزارشات بین الدول هیئت تغییر اقلیم - IPCC - ، اگر انتشار گازهای گلخانه ای کاهش نیابد، متوسط دمای زمین تا سال 2100 میتواند به میزان 1/1تا4/6 درجه سانتی گراد افزایش یابد. پدیده گرمایش جهانی و تغییر اقلیم حاصل از آن، اثرات قابل توجهی بر چرخه آبی و سیستم منابع آب دارد. تغییرات اقلیم باعث تغییر در مدت، شکل و زمان بارش در مناطق مختلف کره زمین میشود و نیز باعث تغییر در حجم، مدت، و زمان رواناب میشود، که پیامد این اتفاق در عرصه مدیریت منابع آب تحولات و تغییرات بسیاری بوجود خواهد آورد - .[3] - IPCC, 2007
در مطالعات تغییر اقلیم و بررسی اثرات آن بر بخش های مختلف عدم قطعیتهای مختلفی بر نتیجه نهایی تاثیر میگذارند. از جمله عدم قطعیت ها در شبیه سازیهای اقلیمی مربوط به سناریوی انتشار گاز های گلخانه ای و مدل های گردش عمومی جو اقیانوس - AOGCM - 1 ، میباشد، که اگر این عدم قطعیتها در تحلیل ها اعمال نشوند از اعتبار نتایج کاسته میشود. بنابراین استفاده تنها از یک مدل AOGCM تحت یک سناریوی انتشار برای تجزیه و تحلیل های تغییر اقلیم نمیتواند تمامی محدوده عدم قطعیت های مربوط را پوشش داده و نتایج غیر عادی را بدنبال خواهد داشت.[2]بنابراین محققین با بیش از یک مدل اقلیمی تحت سناریوهای انتشار مختلف در مطالعات تغییر اقلیم سعی در لحاظ نمودن این منابع عدم قطعیت داشته اند.به طور مثال کامگا - - 2001 از دو مدل اقلیمی تحت سه سناریوی انتشار، پرادهوم و دیویس - 2005 - از سه مدل اقلیمی تحت دو سناریوی انتشار B2 وA2 ، مساح بوانی - 1385 - از هفت مدل اقلیمی تحت دو سناریوی انتشار B2 وA2 ، مینویل و همکاران - - 2008 از پنج مدل اقلیمی تحت دو سناریوی B2 وA2 و مایورر - 2009 - از 16 مدل اقلیمی تحت دو سناریوی انتشارB2 , A2 در ارزیابی اثرات تغییر اقلیم بر منابع آب استفاده نمودند. [1,5,4,6,9] تغییر در تراز آب در دریاچه ها عمدتا به دلیل تغییر در جریان رودخانه ها و تغییر در بارش برروی دریاچه ها و تبخیر از سطح آنها می باشد.
اندازه تعدادی از دریاچه ها در سراسر جهان در طی ده های گذشته عمدتا به دلیل استفاده بشر کاهش یافته است .[7,3]مدل های گردش عمومی جو مدل های سه بعدی می باشند که بر اساس سناریوهای مختلف اقلیمی به منظور شبیه سازی اثر گازهای گلخانه ای بر اقلیم حاضر کره زمین توسعه داده شده اند و قادر هستند تا تغییرات اقلیم آینده کره زمین را پیش بینی کنند.[2] یکی از محدودیت های اصلی در استفاده از خروجی های اقلیمی مدل های چرخه عمومی این است که دقت تجزیه مکانی و زمانی آنها با دقت مورد نیاز مدل های منطقه ای و هیدرولوژیکی مطابقت ندارد. دقت مکانی این مدل ها در حدود 200کیلومتر است، که این دقت خصوصاً برای بررسی مناطق کوهستانی و پارامترهای اقلیمی نظیر بارش و دما مناسب نمی باشد SDSM یکی از مشهورترین مدل های مولد داده های تصادفی وضع هوا است و برای تولید بارش روزانه، تابش و ماکزیمم و مینیمم درجه حرارت های روزانه در یک ایستگاه، تحت شرایط اقلیم حاضر و آینده، به کار می رود.[8] در این تحقیق هدف بررسی اثر تغییر اقلیم بر پارامترهای هواشناسی و هیدرولوژیکی حوضه آبریز دریاچه ارومیه در دوره ی 2010 تا 2100 می باشد.
2. مواد و روشها
منطقه مورد مطالعه:
دریاچه ارومیه در شمال غربی ایران و ما بین دو استان آذربایجان غربی و شرقی قرار گرفته است. طول دریاچه 130 تا 140 کیلومتر و عرض آن 15 تا 85 کیلومتر و عمق متوسط آن 6 متر و ارتفاع متوسط آن 1274 متر از سطح آبهای جهان می باشد. سطح دریاچه از 5000 تا 5500 کیلومتر مربع گزارش شده است.حوضه آبریز دریاچه ارومیه در تقسیم بندی شش گانه حوضه های آبریز در ایران و در شمال غرب کشور واقع شده است. این حوضه با وسعتی برابر 52700 کیلومتر مربع و مساحتی معادل 3/21 درصد مساحت کل کشور، بین مدارهای 38 29 تا 35 40 عرض شمالی و 47 53تا 44 13 طول شرقی قرار گرفته است. بزرگترین ارتفاع حوضه، در نزدیکی قله سبلان، ومعادل 3850 متر است و بدین ترتیب، اختلاف ارتفاع موجود در حوضه معادل 2576 متر برآورد می شود. با توجه به قرار گرفتن استان در مسیر ورود توده های هوا از غرب و شمال غرب و وجود رشته کوههای زاگرس در جنوب و جنوب غرب، ارتفاعات بلند واقع در غرب و آرارات در شمال بیشترین ریزشهای جوی در این منطقه رخ داده است و باعث به وجود آمدن رودخانه های پر آب گردیده است.
هدف از این تحقیق بررسی اثر تغییر اقلیم بر پارامترهای هواشناسی و هیدرولوژیکی حوضه آبریز دریاچه ارومیه می باشد. با توجه به اهمیت پارامترهای دما، بارش و تبخیر در بررسی اثر تغییر اقلیم، در تحقیق حاضر از این سه پارامتر هواشناسی استفاده شده است. داده های مشاهداتی ایستگاه های سینوپتیک شاخص در این مقاله به دوره 1961 تا 2001 تعلق دارد. به منظور بررسی اثر تغییر اقلیم برروی رواناب رودخانه های حوضه آبریز دریاچه ارومیه از داده های ایستگاه هایی که در مناطق کوهستانی و برروی رودخانه های اصلی قرار گرفته اند و کمترین تاثیر را از فعالیت های انسانی داشته اند استفاده شده است. موقعیت هشت ایستگاه هیدرومتری و سه ایستگاه هواشناسی سینوپتیک مورد استفاده در شکل 1 آمده است. در این تحقیق در ابتدا همگنی و ایستایی بودن داده ها بررسی شده سپس آزمون روند من کندال بر روی داده های انجام شد. آنگاه داده های دما و بارش ریز مقیاس و برای آینده پیش بینی شدند و نهایتا از دما و بارش پیش بینی شده و شبکه عصبی MLP برای مدلسازی بارش به رواناب استفاده شد. جزئیات روش انجام و ابزار بکار برده شده به طور خلاصه در ذیل آورده شده است.به منظور پیش بینی پارامتر های هواشناسی از خروجی مدل های چرخه ی عمومی جو - - HADCM3 تحت سناریوی A2 توسط نرم افزارLARS استفاده شد. داده های دما، بارش و تبخیر به روش آماری و با استفاده از مدل SDSM در دوره ی آماری 2001-1961 کالیبره سپس برای دوره ی 2100-2010 تحت سناریو A2 پیش بینی شدند. نتایج حاصل از تست ایستایی دادهها، روند حاصل از ایستگاه بیطاس و نمودار همگنی دو ایستگاه داشبند و بیطاس در جدول1و شکل2 آمده است با توجه به محدودیت تعداد صفحات از آوردن نمودارهای همگنی و نتایج حاصل از ایستایی بودن و روند داده های بقیه ایستگاهها صرفنظر شده است.
