بخشی از مقاله
چكيده
يكي از مهمترين مسائل قرن حاضر، مسئله گرمايش جهاني است، كه به دليل اثر گلخانهاي تشديد شده و انتظار ميرود كه موجب تغييراتي در متغيرهاي اقليمي گردد. در گذشته تصميمات مديريتي در شرايطي گرفته ميشد كه اقليم آينده روند گذشته را داشته باشد. ولي در حال حاضر رنج وسيعي از تغييرات در اقليم آينده، به واسطه فعاليتهاي انساني مانند پخش گازهاي گلخانهاي، توسط سوخت فسيلي و غيرانساني مانند فعاليت آتشفشان ها در شرف وقوع هستند.
در اين رابطه شناخت محدوديتهاي موجود در زمينه برنامهريزي مديريت منابع آب و شناخت صحيح رفتار پديدههايي كه بر وضعيت منابع آب موثر هستند و اعمال سياستهاي متناسب و سازگار با شرايط اقليمي از اهم موارد است.
در اين تحقيق ابتدا با استفاده از دادههاي بارش و دما منطقه و دادههاي دبي رودخانه خرمرود، مدل بارش- رواناب ايهكرس براي حوضه مورد نظر واسنجي شد. سپس با معرفي دما و بارش سناريو Rcp 8.5 گزارش پنجم مدل Miroc5 به مدل هيدرولوژيكي مذكور، تغييرات آبدهي حوضه آبريز در دورههاي آتي شبيهسازي ميشود.
نتايج نشان از افزايش ٢٩/١ درجه سانتيگرادي دما در دورهي آتي ٢٠٥٢-٢٠٢٠ و ٦/٣ درجه سانتيگرادي در دوره آتي ٢٠٨٥-٢٠٥٣ و تغييرات ٠٦/١ درصدي بارندگي براي هر دو دوره آتي نسبت به دوره مشاهداتي - ٢٠١٥-١٩٨٣ - دارد. نتايج شبيهسازي رواناب براي دورههاي آتي نمايانگر افزايش متوسط دبي درازمدت ماهانه به ميزان ٨٥/٤ مترمعكب بر ثانيه در دوره آتي ٢٠٢٠-٢٠٥٢ و ٧/٥ مترمعكب بر ثانيه در دوره آتي ٢٠٨٥-٢٠٥٣ ميباشد.
مقدمه
اثرات منفي پديده تغيير اقليم در آينده با توجه به توسعه سريع صنعت و تكنولوژي و توجه كمتر به محيطزيست، شدت زيادي خواهد داشت كه اين موضوع به عنوان خطر و تهديد جدي براي آينده بشريت بوده، بنابراين بررسي دقيق وضعيت اقليم كره زمين و اثرات آن بر متغيرهاي مختلف ضروري ميباشد. تغيير اقليم عبارت است از تغييرات رفتار آب و هوايي يك منطقه نسبت به رفتار كه طي يك افق زماني بلندمدت از اطلاعات مشاهده يا ثبت شده در آن منطقه مورد انتظار است.
هيات بينالدول تغييراقليم١با هدف اصلي شناخت جنبههاي تغييراقليم و بخصوص چگونگي اثر فعاليتهاي انساني برآن، پس از بررسي عنوان كرد كه عوامل طبيعي و غيرطبيعي باعث برهمخوردن شرايط حاكم بر اجزاء مختلف اقليم كره زمين ميشود. اين هيات از زمان شروع به كار خود مجموعهاي از گزارشهاي ارزيابي و تخصصي و مقالات فني را منتشر نموده كه به عنوان معتبرترين منابع اطلاعاتي در مورد تغييرات اقليمي شناخته ميشوند و تاكنون گزارشهاي ارزيابي اول،٢ دوم٣، سوم٤ وچهارم٥ تهيه و منتشر كردهاست.
گزارش ارزيابي چهارم تغيير اقليم در سال ٢٠٠٧ با تاكيد بر احتمال بالاي ٩٥ درصد دخالت انسان در تغيير اقليم منتشر شد. براساس گزارش ارزيابي چهارم با فرض به كارگيري هيچ راهكاري، كليه مدلهاي پيشبيني تغييراقليم حكايت از ادامه افزايش دما ناشي از افزايش گازهاي گلخانهاي با افزايش نيروي تابشي هستند و سهم بزرگ دخالت بشر در همه اين تغييرات بسيار مهم بوده است.
در سال ٢٠١٤، گروههاي كاري هيات بينالدول تغييراقليم گزارش ارزيابي پنجم تغييراقليم را ارائه نمودهاند و هماكنون در حال تكميل و تصويب گزارش تركيبي٦ ميباشند. هيات بينالدول تغييراقليم در تدوين گزارش پنجم ٧ارزيابي خود از سناريوهاي جديد٨تحت عنوان نمايندههاي خطوط سير غلظتهاي گوناگون گازهاي گلخانهاي استفاده كردهاست. سناريوهاي جديد انتشار داراي چهار خط سير كليدي با نامهاي RCP2.6، RCP4.5، RCP6، RCP8.5 ميباشند كه براساس ميزان واداشت تابشي آنها در سال ٢١٠٠ نامگذاري شدهاند
هيأت بينالدول تغيير اقليم - ٢٠٠٧ - بيان ميدارد كه منابع آب قابل دسترس در منطقه خاورميانه تحت اثر تغييرات اقليمي، در وضعيت هشداردهندهاي قرار دارند. ايران در منطقه خشك و نيمه خشك واقع شداسته و عمدتاً توسط بارندگي كم و درجه حرارات بالا شناخته شده است. ناهنجاريها در درجه حرارت و بارش در ايران نقش مهمي در صنعت كشاورزي و توسعه سريع كشور ايفا ميكند. رشد جمعيت، گسترش شهرنشيني و توسعه سريع اقتصادي نشان ميدهد كه ايران با چالشهاي گستردهاي در منابع آب قابل دسترس در حال حاضر و بهويژه در آينده مواجه خواهد بود.
برخي مطالعات در رابطه با بررسي تغييرات اقليمي بر روي حوضههاي آبخير ايران و تأثيرات آن بر روي مؤلفههاي اخير و آتي بر اساس مدلهاي ارزيابي گزارش چهارم انجام پذيرفته است كه داراي قدرت تفكيكپذيري پايين و از سناريوهاي انتشار قديميتر نسبت به گزارش ارزيابي پنجم استفاده مينمايد
بنابراين به نظر ميرسد كه مطالعات تغيير اقليم در حوضههاي آبخير ايران توسط مدلهاي اقليمي با وضوح بالا و بهويژه توسط مدلهاي گزارش پنجم و تحت سناريوهاي جديد انتشار امري ضروري به نظر ميرسد. به طوريكه مدلهاي فوق ميتوانند دركي بهتر از اين مناطق در دورههاي زماني آتي نسبت به مدلهاي پيشين هيأت بينالدول تغيير اقليم - گزارش سوم و چهارم - براي مديران و برنامهريزان منابع آب فراهم نمايند
در اين زمينه، بهبود شبيهسازي هيدرولوژيكي و آب و هواي منطقهاي، به خصوص بارش و جريان، يك هدف مهم براي متخصصين هواشناسي و آب است. چنين بهبودهايي باعث افزايش اثربخشي برنامهريزي و مديريت منابع آب منطقهاي و كاهش تلفات ناشي از سيل و خشكسالي ميشود. مطالعات گذشته نشان دادهاند كه كوچكترين نوساني در احتمال يا شدت بارش، تأثيرات قابل توجهي بر رواناب ميگذارد
در بين پارامترهاي دبي، بارش و درجه حرارت رابطه غيرخطي پيچيدهاي وجوددارد، كه ارزيابي اثرات تغيير اقليم بر رواناب را تحت تأثير قرار مي دهد - فو و همكاران، ٢٠٠٧ - . بنابراين سناريوهاي تغيير اقليم در آينده، براي برنامه ريزي و مديريت منابع آب، كشاورزي و استفادهكنندگان از آب بسيار مهم است - ليو و همكاران،٢٠١١؛ فو و همكاران، ٢٠١٣ - .
افزايش غلظت گازهاي گلخانهاي موجب تغيير متغيرهاي اقليمي كره زمين شده و پيشبيني ميشود كه اين تغييرات در آينده نيز ادامه يابد. با تغيير اقليم، رژيم هيدرولوژيكي رودخانه و درنتيجه فراواني وقوع و شدت سيلاب و كيفيت آب رودخانه نيز تغيير ميكند.
در پژوهشي بر روي رودخانه كشفرود، با در نظر گرفتن پارامترهاي بارش و دما به عنوان مهمترين پارامترهاي اقليمي، چهارده مدل از بين مدلهاي مستخرج از جديدترين گزارش هيأت بين-الدول - گزارش پنجم - ، انتخاب گرديد و در نهايت چهار مدل اقليمي كه بيشترين انطباق را با دادههاي مشاهداتي از خود نشان دادند، به عنوان مدلهاي منتخب مشخص گرديد. علاوه براين، تغييرات اقليم آينده توسط چهارسناريو جديد انتشار به نام RCP2.6، RCP4.5،RCP6 و RCP8.5 و تحت سه بازه زماني آينده ٢٠٣٧- ٢٠٠٦، آينده ٢٠٧٠- ٢٠٣٧و آينده ٢٠٧٠-٢١٠٠ در اين چهار مدل مورد مقايسه و ارزيابي قرار گرفتند.
نتايج حاصل از آزمون من-كندال، نشان داد كه مولفه بارش، روند تغييرات قابلتوجه كاهشي و افزايشي متغيري را از خود نشان ميدهد. همچنين دماي متوسط نيز روند افزايشي قابلتوجهي با سطح اعتماد ٩٠، ٩٩و ٩/٩٩ درصد از خود نشان ميدهد. از طرف ديگر تا انتهاي قرن ٢١ در مقايسه با دوره تاريخي در تمامي مناطق حوضه آبخير كشفرود و با در نظر گرفتن تمامي مدلها و سناريوها، بهطور متوسط دماي حوضه بين°C ٥٦/٠ تا ٣/٣ افزايش و بارش به ميزان ٧/١٠ درصد كاهش را از خود نشان ميدهند
در روش ريزمقياسسازي جديد مدل گردش جوي، دادهها به صورت منطقهاي تحليل ميشوند. براي مثال داده آماري ريزمقياسسازي شده چندمدله CMIP5 كه در مدلهاي هيدرولوژيكي نيز به كار گرفته ميشود - ماهل و همكاران،٢٠٠٧؛ تيلور و همكاران، ٢٠١١؛ ماهل و همكاران، ٢٠١٤ - . تان و همكاران - ٢٠١٧ - ، در مطالعهاي تأثير تغييراقليم را برروي رودخانه كلانتان در شمال شرقي شبهجزيره مالزي مورد بررسي قرار دادند.٣٦ پروژه ريزمقياسسازي تغييراقليم از پنج مدل گردش جوي و تحت سه سناريو RCP ٦/٢، ٥/٤ و ٥/٨ براي دو دوره آينده از ٢٠٤٤-٢٠١٥ و ٢٠٧٤-٢٠٤٥ و با در نظر گرفتن دوره پايه ٢٠٠٤-١٩٧٥ مورد مطالعه قرارگرفت.
نتايج حاصل از پنج مدل گردش جوي افزايش ٨/٨-٢/١ درصد در بارش سالانه و ١/٢ – ٦/٠ درجه سانتيگراد را در دماي حداكثر نشان ميدهند. مطالعات بسياري با استفاده از مدلهاي گردش جوي و سناريوهاي RCP به عنوان سناريوهاي آب و هواي آينده صورت گرفته است - تان و همكاران،٢٠١٤؛ ژانگ و همكاران،٢٠١٦ - . اويانگ و همكاران - ٢٠١٥ - ، كاهش جريان در آينده را در حوضه هوانگنيژانگ در چين با استفاده از شش مدل گردش جوي و تحت سه سناريو ٦/٢، ٥/٤و ٥/٨ پيشبيني كردهاند.
هو و همكاران - ٢٠١٦ - ،از شش مدل پيشبيني اقليمي تحت سناريو RCP4.5 براي مطالعه تغييرات رودخانه توكانتين در برزيل استفاده كردهاند، نتايج حاكي از كاهش شديد جريان سالانه و جريان در فصلهاي خشك در دوره آينده ٢١٠٠-٢٠٧١ است.
نوريان و همكاران - ٢٠١٤ - ، در پژوهشي با استفاده از تجزيه و تحليل هيدرولوژي منطقهاي و همچنين مدلسازي به بررسي گزينههاي مختلفي كه امكان داد در رژيم حوضه درياچه چامپلين در اثر تغييرات آب و هوايي اتفاق افتد را با سناريوهاي مختلف آب و هوا بررسي كردند و از دادههاي گزارش پنجم هيات بينالدول تغييراقليم و در دو سناريو RCP 4.5 و RCP 8.5 جهت بررسي تغييرات اقليمي استفاده كردند
نتايج نشان داد كه در رژيم رودخانه در حداكثر ٧ روز ٣٠ درصد جريان افزايش شديد و در ٤ روز ٦٠ درصد از رواناب روند افزايشي خواهد داشت. پورخيراالله و همكاران - ١٣٩٦ - از مدلسازي هيدرولوژيكي براي ارزيابي تأثير تغيير اقليم بر شرايط هيدرولوژيكي ايستگاه دهلران استفاده كردند. در اين مطالعه از مدلهاي گزارش پنجم و خروجي مدل Csirok3-5-0 تحت سناريو RCP 8.5 استفاده گرديد.
