بخشی از مقاله
چکیده
تغییر اقلیم با تغییرات اقلیمی دارای تفاوت علمی میباشد. به طوری که تغییرات اقلیمی دورهای و تغییر اقلیم نوسان کلی و گسترده در آب و هوای یک منطقه میباشد. تداوم و گسترش خشکسالیها از تبعات تغییر اقلیم میباشد. و این تغییر اثر مستقیم بر عدم یکنواختی توزیع بارش و منابع آب را دربردارد.
در این تحقیق با بررسی ایستگاههای موجود نسبت به همگن بودن دادهها اطمینان حاصل گردید و کنترل کیفیت دادهها با استفاده از نرمافزار Mini Tab انجام شد. به طوری که دادههای روزانه بارش در ایستگاه سینوپتیک مشهد در دورهای 20 ساله 1990 - تا - 2010 با نرمال استاندارد انطباق داشت و جهت بررسی و آنالیز دادهها از نسخه 2.12.1 نرم افزار R Clim Dex بهره گرفته شد. کلیه شاخصهای مرتبط با بارندگی طبق نتایج روند کاهشی دارند که این الگوی بارش همسو با نتایج منطقهای میباشد و بر دبی رودخانهها تاثیرگذار میباشد.
مقدمه
تغییر اقلیم عبارت است از تفاوت بین مقادیر میانگین دراز مدت یک متغیر اقلیمی از قبیل دما، رطوبت، باد، فشار هوا، ساعات آفتابی، تشعشع خورشید و .... دلیل اصلی پدیده تغییر اقلیم، انتشار بیش از حد گازهای گلخانه ای در جو می باشد
افزایش میانگین دمای کره زمین و تغییرات آن نیز نمایهای از تغییرات اقلیمی است که در تمامی نظریههای تغییر اقلیم به آن توجه شده است
این پدیده با شروع انقلاب صنعتی و نقش بشر در تغییر اقلیم افزایش پیدا کرده است. زیاد شدن میزان گازدی اکسید کربن در لایههای فوقانی جو و عدم خروج اشعه مادون قرمز از جو زمین و افزایش درجه حرارت، اثر گلخانهای را بوجود میآورد. در حال حاضر سرعت افزایش درجه حرارت نسبت به گذشته افزایش چشمگیری داشته است به طوری که این افزایش در تاریخ بشر بی سابقه بوده است.
نتیجه تحقیقات انجام شده نشان میدهد هر ساله تراز آب اقیانوسها در اثر آب شدن یخچالها به دلیل افزایش درجه حرارت در حال افزایش است و حتی اگر مصرف تمام سوختهای فسیلی نیز قطع شود تغییر اقلیم در اثر افزایش تراز آب اقیانوس اتفاق خواهد افتاد. تغییر اقلیم جهانی و افزایش دما از مسائل مهم زیست محیطی است که در سالهای اخیر مطالعات زیادی بر روی آن صورت گرفته است
لذا بررسی و مطالعه وضعیت موجود و روشهایی که منجر به نتیجه گیری میگردد حائز اهمیت میباشد.بررسیها نشان میدهند که پدیده تغییر اقلیم میتواند بر بخشهای مختلف اعم از منابع آب، کشاورزی، محیط زیست، بهداشت، صنعت و اقتصاد اثرات منفی داشته باشد
مارک نیو و همکاران - 2001 - به بررسی اندازهگیری بارش و روند آن در قرن بیستم در سطح کره زمین پرداختند، این مقاله در شش بخش تدوین گردیده است. نتایج تحقیقات نشان داد در 25 درصد از سطح زمین که بخش عمده آن مربوط به بارش مناطق استوایی است افزایش میزان بارش وجود دارد و در مجموع به جز شمال آفریقا در قرن بیستم روند افزایشی بارش قابل توجه میباشد و با توجه به افزایش گازهای گلخانهای شدت بارشها نیز افزوده شده است.
جوشی و همکاران - 2007 - به بررسی روند بارش در کشور هند پرداختند. پس از انجام تحقیق مشاهده شد که به علت گرم شدن زمین روند بارش در منطقه که شامل 17 قسمت بود افزایشی است.
گالانت و همکاران - 2007 - به بررسی وضعیت بارش شش منطقه استرالیا در دوره 1910 تا 2005 پرداختند.
نتایج حاکی از آن است که هر دو ساحل شرق و جنوب شرق روند افزایش بارش را دارد، که این مربوط به نیمه اول قرن بیستم میباشد اما در جنوب غربی کاهش بارندگی مشاهده شده است که این تغییرات در فصول مختلف نیز متفاوت میباشد و در دورههای متفاوت شکلهای مختلفی دارد. اما در مجموع افزایش بارندگی از سال 1970 به بعد به دلیل بارش سنگین افزایش یافته است.
اسلامیان و همکاران - 1385 - با توجه به آمار و اطلاعات فیزیوگرافی، هواشناسی - شامل 8 ایستگاه از سالهای 1355 تا - 1380، هیدرولوژی آبهای سطحی و زیرزمینی - تغییرات آب زیرزمینی از سالهای 1376تا - 1382 با استفاده از نرم افزارهای - [FHO و 6366، هیدروگراف واحد مصنوعی در دورههای بازگشت مورد نیاز را ترسیم نمودند. نتایج نشان میدهد کاهش یا افزایش بارندگی بر روی آبهای زیرزمینی با تاخیر 3 ماهه همراه بوده و برای دو ایستگاه دامنه و الیگودرز این تاخیر4 ماهه میباشد.
بر اساس آمار 25 ساله جهت بررسی تغییرات بارش نسبت به میانگین منحنی تغییرات میانگین متحرک 3، 5، 7 و 9 ساله که تشخیص دورههای خشکسالی و ترسالی را آسانتر میسازد در سالهای 1368 تا 1372 و از سال 1376 تا 1380 دورههای خشکسالی حاکم بوده است.
شمسی پور و همکاران - 1385 - در دشتهای شمال همدان و با استفاده از دادههای آماری30 ساله مربوط به اقلیم و دادههای آماری 17 ساله مربوط به هیدرولوژی، با استفاده از روش 63, نسبت به تعیین دورههای خشک و تر منطقه اقدام نمودند.
نتایج حاصل از تحقیق صورت گرفته حاکی از این است که، در دورههای خشکسالی و کم آبی رودخانه ها و مسیلها به عنوان زهکش عاملی جهت تخلیه منابع آب آبخوان عمل میکنند که در خروجی دشتها از شدیدترین حالت برخوردار است.
مواد و روشها
در بررسی موضوع تغییر اقلیم، اکثر مطالعات با بررسی مقادیر میانگین صورت پذیرفته است درحالی که استفاده از دادههای روزانه، منجر به نتایج دقیقتر حاصل از این بررسیها خواهد بود. اما عدم دسترسی به دادههای روزانه با کیفیت مناسب یکی از موانع در مطالعه آمار روزانه به شمار میرود.
پس از اینکه ابتدا با بررسی ایستگاههای موجود نسبت به همگن بودن دادهها اطمینان حاصل گردید، کنترل کیفیت دادهها با استفاده از نرم افزار Mini Tab انجام شد. دادههای روزانه بارش ایستگاه سینوپتیک مشهد در دورهای 20 ساله 1990 - تا - 2010 با نرمال استاندارد انطباق دارد. در این تحقیق جهت بررسی و آنالیز دادهها از نسخه 2.12.1 نرم افزار R Clim Dex بهره گرفته شد.
R Clim Dex - 1. 0 - ، جهت ارائه به کاربران و محاسبه شاخصهای اقلیمی طراحی شده است. این برنامه قابلیت محاسبه همه 27 شاخص معرفی شده به وسیله تیم متخصص شناسایی، نظارت و شاخصهای تغییر اقلیم - - 7&& 0, - &/,9 $5 ,&&, را دارا میباشد، همین طور برخی دیگر از شاخصهای مرتبط با دما و بارش با تعریف آستانه توسط کاربر قابل محاسبه خواهد بود، این 27 شاخص اصلی تقریباً تمام شاخصهای قابل محاسبه با نسخه 1.3، برنامه Clim Dex را شامل میگردد. این نسخه از R Clim Dex تحت 5.1.84 توسعه یافته است و قابلیت اجرا با نسخههای بعدی 5 را نیز دارد.
هدف اصلی در استفاده از شاخصهای اقلیمی مطالعه، تشخیص و نظارت بر تغییر اقلیم است و این مستلزم همگن بودن این شاخصها میباشد. همگن سازی این دادهها در این نرم افزار برنامه ریزی شده است اما در این نسخه اجرا نمیشود و تنها شامل روشهای کنترل کیفیت است که در Clim Dex مقدور میباشد.
محاسبه شاخصها
5 &OLP H[، توانایی محاسبه تمام 27 شاخص اقلیمی را دارد. هر چند این شاخصها را میتوان به صورت گزینشی توسط کاربر انتخاب نموده و سپس محاسبه گردند.
در این نسخه از 5 &OLP H[ جهت ورود دوره پایه باید طوری عمل نمود که دادههای قبل و بعد سالهای دوره پایه آماری وجود داشته باشند، به عنوان مثال اگر سال شروع دوره پایه 1961 است، آخرین روز سال 1960 که روز 1960 12 29 نیز باید در دادهها لحاظ گردد. و میتوان برای دادههای مفقوده از عدد -99.9 استفاده نمود.
خروجی برنامه شامل، 27 شاخص محاسبه شده برای هر سال از دوره آماری، گرافهای سالیانه بارش، دمای حداکثر وحداقل و هیستوگرام بارندگی بیشتر یا مساوی 1 میلیمتر، مقادیر R_ و p-value، شیب و روند هر شاخص میباشد.
در این تحقیق به بررسی وضعیت بارندگی با استفاده از شاخصهای حدی بارش در شهر مشهد پرداخته شده است که جهت بررسی معناداری روند 11 شاخص RX1day، RX5day، R10mm، R20mm، R95p، R99p، SDII، R10mm، CDD، CWD، PRCPTOT، از P- value و R استفاده شده است.
نتایج
CDD - روزهای خشک متوالی -
تغییرات این شاخص در طول دوره 20101990 در خصوص ایستگاه مشهد با p-value=0 764 ، معادل 0 479 روز در سال و منفی بوده است به طوری که هر چند تغییرات بسیار اندک است اما میتوان گفت این سری زمانی سیر نزولی داشته است.
CWD - روزهای مرطوب متوالی -
روند شاخص CWD طی دوره پایه آماری در این ایستگاه منفی و برابر با 0 035 روز در سال بوده و p-value=0 515 میباشد.
نمودار - 1 - روزهای خشک و مرطوب متوالی
R10mm - تعداد روزهای بارش سنگین -
طبق نتایج خروجی از برنامه R Clim Dex در خصوص ایستگاه مشهد در طی دوره پایه روند شاخص R10mm منفی و مقدار آن 0 084 روز در سال میباشد و p-value=0 497 بوده است به طوری که تعداد روزهای دارای بارش سنگین در طی دوره مورد مطالعه کاهش داشته است و در حقیقت سالهای مرطوب کاهش داشته است.
R20mm - تعداد روزهای بارش خیلی سنگین -
شاخص R20mm در مورد ایستگاه مشهد، روند منفی به مقدار 0 032 روز در سال و p-value=0 59 را دارا میباشد. Rnnmm - تعداد روزهایی با بارش بالای nn میلیمتر -
مقدار nn در هنگام اجرای برنامه قابل تعیین میباشد به طوری که این مقدار در خصوص این تحقیق برابر 25mm تعیین گردیده، لذا نتایج حاکی از این است که روند این شاخص منفی و با p-value=0 483 برابر مقدار 0 032 روز در سال میباشد.
