مقاله خشکسالی و تغییر اقلیم

بخشی از مقاله

چکیده
در این مقاله شاخص تغییرات اقلیمی در ایران با تقسیم دو متغیر بارش به تبخیر به بررسی میزان خشکی یا رطوبت مناطق مختلف می پردازد. جهت برآورد تبخیر از روش تورنتوایت استفاده شده و با تقسیم ایران به شش طبقه اقلیمی می توان شاخص مذکور را به خوبی بیانگر تغییرات اقلیمی و میزان خشکی / رطوبتی حقیقی مناطق مختلف دانست. همچنین بررسی روند این شاخص، کاهش غیر معنی داری را در تمام ایستگاه ها از خود نشان داده است. همچنین نتایج نشان داد که مقادیر جریان کمینه در حالت تولید داده ها، کاهش و خشکسالی در کل ایران گسترش یافته است. با بررسی نقشه های پهنه بندی مشخص شد که در حالت گرم شدن احتمالی و کاهش بارندگی، هسته های خشکسالی آبشناسی افزایش یافته و مناطق مستعد خشکسالی به طور جدی تحت تاثیرمی گیرد که باید در مدیریت منابع آب مورد توجه قرار گیرد.

کلمات کلیدی: خشکسالی، رطوبت، تغییر اقلیم، گرم شدن

-1 مقدمه

به دلیل متغیرهای مختلف موثر بر بروز خشکسالی تعریف مشخصی برای آن وجود ندارد .[1]خشکسالی به عنوان بارندگی کمتر از حد معمول یک منطقه در یک دوره زمانی معین تعریف شده است[1] و. [2] در خشکسالی هیدرولوژیک کاهش سریع جریان های سطحی و افت سطح مخازن آب زیرزمینی، دریاچه ها و رودخانه ها بررسی می شود.[3] طبق مطالعات مرکز پشتیبانی و تحقیقات هدلی - - HCCPR پیش بینی شده است که به دلیل گرمایش جهانی در قرن 21، خشکسالی های فراگیر و شدید زندگی میلیون ها نفر در سراسر کره زمین را تهدید خواهد کرد. همچنین، بر اساس نتایج مطالعات همین مرکز بر آمار اقلیمی کره زمین در نیمه دوم قرن بیستم مشخص شده است که در دهه 1990، فراوانی وقوع خشکسالی ها حدود 25 درصد نسبت به دهه های قبل افزایش یافته است.

اکثر مطالعات در زمینه شبیه سازی تغییر اقلیم آینده متوجه متغیرهای بارندگی، درجه حرارات بوده است. مطالعات چندی نیز وجود دارند که اوضاع خشکسالی ها را در مقیاس جهانی و منطقه ای بررسی کرده اند[4] و.[5]یکی از چالش های مهم در جهان کنونی رقابت برای دسترسی برای منابع آب می باشد تغییر اقلیم از پدیده هایی است آینده جهان را با تهدید مواجه نموده است. خاورمیانه در منطقه ای خشک و نیمه خشک واقع شده و منابع آب محدودی دارد و تغییر اقلیم ، منابع آب در حوضه های آبریز آن را تا 21 درصد تا سال 1202 کاهش خواهد داد. بر اساس سناریوهای هیات بین الدول تغییر اقلیم تا سال 1212 درجه حرارت در این منطقه 2تا 1درجه افزایش خواهد یافت و ازمیزان بارش تا 12 درصد کاسته خواهد شدکه این اتفاق تاثیر مستقیم بر منابع آب در این منطقه خشک بخصوص ایران گذاشته و باعث ایجاد چالش های جدیدی برای منابع آب خواهد شد.

تغییر اقلیم یک پدیده پیچیده اتمسفری اقیانوسی در مقیاس جهانی و در دراز مدت است. این تغییر به دلایل دگرگونی درونی در سامانه اقلیم ، تغییرات در بر هم کنش های مؤلفه های تشکیل دهنده سامانه آن، تغییرات ایجاد شده در نیروی خارجی مؤثر بر سامانه، تغییر در عوامل محیطی و فعالیت های انسانی است. اقلیم هر منطقه با توجه به میزان آب موجود در آن منطقه تعیین می شود. [1] و [3] و .[6] مقدار آب موجود به مقدار بارش باران و برف، مقدار رواناب و شدت تبخیر بستگی دارد. یکی از تأثیرات مهم گرم شدن زمین احتمالاً بر هیدرولوژی ومنابع آب است که
تأثیر مهمی بر بسیاری از موضوعات اقتصادی، اجتماعی و محیطی خواهد داشت. پدیده تغییر آب و هوا موجب تکرار حوادث غیر مترقبه نظیر خشکسالی و سیل میگردد که بر منابع آبی تأثیر می گذارد.

گرمایشزمین که به دنبال آن افزایش دما انتظار می رود، سبب افزایش رواناب حاصل از ذوب برف زمستانی و کاهش رواناب های بهاره می گردد. کاهش ذخایر برفی در کوهستان ها - به عنوان منابع ذخیره آب در فصول خشکسال - که میزان آورد رودخانه ها را در فصل خشک نسبت به وضعیت کنونی دچار تحولاتی خواهد کرد و سبب لزوم تجدید نظر در سیاست بهره برداری از مخازن سدها خواهد شد. به طور کلی اثرات پدیده تغییرات اقلیم و گرم شدن کره زمین بر منابع آب را می توان در تغییر مدت، شدت و زمان بارش، تغییر در میزان تبخیر و تعرق در مناطق مختلف کره زمین، تغییر در حجم، زمان ومدت و چندین عامل دیگر جستجو کرد[3] و.[6]

تغییر اقلیم ناشی از تغییرپذیری کوتاه مدت آب و هوا، تغییر روندهای اقلیمی بلندمدت، تغییرات فرآیندهای طبیعی و یا در اثر فعالیت های بشری می باشد. بارش سالانه در دهه های اخیر حدود 20 تا 40 درصد کاهش یافته و خشکی در حال افزایش است. از نظر محققین هیدرولوژی اهمیت تغییر اقلیم، تشدید سیکل هیدرولوژی به خصوص در مناطق خشک می باشد.[4]با توجه به موارد فوق این پرسش مطرح می شود که در صورت بروز تغییر اقلیم، واکنش اقلیم ایران به رخداد خشکسالی چه خواهد بود؟ هدف اصلی این پژوهش، بررسی واکنش اقلیم ایران به رخداد خشکسالی تحت سناریوی گرمایش جهانی در سی سال آینده است. برای دستیابی به این هدف، رخدادهای خشکسالی تاریخی و آتی - تحت سناریوی - AIB از نظر تداوم مورد مقایسه و تحلیل قرار می گیرد.[1]

-2 مواد و روشها
این پژوهش بر روی داده های هواشناسی ایستگاه های ایران انجام شده است.

-2-1 روش جمع آوری داده ها
داده های مورد نیاز در این تحقیق به دو گروه تقسیم می شوند:

1.داده های ماهانه بارندگی ایستگاه هابرای دوره پایه 1971 - 2000، که از سازمان هواشناسی کشور دریافت شد.[4]

2.داده های ماهانه مدل CGCM3، تحت سناریوی A2 برای دوره 2011 - 2100 که از وب سایت شبکه سناریوهای تغییر اقلیم کانادا - CCCSN - دریافت شد.[4]

-2-2 روش فاکتور تغییر - روش تناسبی -

برای ریز مقیاس نمایی داده های مدل CGCM3 در نقاط ایستگاهی استفاده شد. در این روش، برای متغیر بارندگی، نسبت میانگین بارندگی شبیه سازی شده توسط مدل GCM در دوره آتی - - PGCM . fut و میانگین بارندگی شبیه سازی شده توسط مدل GCM در دوره پایه - PGCM .bas - برمبنای نزدیکترین نقطه شبکه به ایستگاه ها محاسبه و این نسبت در مقادیربارندگی مشاهده شده در دوره پایه  - Pobs - ضرب می شود:            

در این مطالعه از شاخص بارش استاندارد برای پایش خشکسالی هواشناسی استفاده شد. سپس برای محاسبه دوره بازگشت، اگر پدیده ها مشتقل و احتمال عبور p از یک پدیده بحرانی در هر آزمایش - سال - ثابت باقی بماند، هر دو تعریف فوق به رابطه مشابهی برای دوره بازگشت T به صورت T =1/P می انجامند.[7]

-2-3 روش مدل های رگرسیونی

به منظور تحلیل منطقه ای خشکسالی، باید جریان کمینه به طور منطقه ای تعیین شود. به همین دلیل باید نتایج حاصل از تحلیل فراوانی جریان کمینه که در نقاط اندازه گیری شده معتبر هستند، به نقاط دیگر که فاقد آمار و یا دارای آمار کوتاه مدت می باشند تعمیم داده شوند. بدین ترتیب از روش مدل های رگرسیونی که یکی از روشهای تحلیل مناطقه ای فراوانی جریان کمینه است استفاده و روابط منطقه ای جریان کمینه هفت روزه با دوره بازگشت 10 سال برآورد شد[5] و .[7]

-2-4 روش مولد Clim Gen

با در نظر گرفتن داده های روزانه بارندگی، درجه حرارت و هیدرومتری موجود، با فرض رخداد تغییر اقلیم؛ به طوری که درجه حرارت به مقدار دو درجه سانتی گراد افزایش و بارش سالانه 10 درصد کاهش یابد؛ داده های روزانه دبی ایستگاه های مناطق مختلف در دوره 2011 - 2100 شبیه سازی شد.[8]

-3 بحث ها و نتایج

اثبات وقوع پدیده تغییر اقلیم، در سطح جهان به سهولت امکان پذیر نیست و نیازمند بررسی های جامع و طولانی مدت بر آمارهایی از پارامترهای گاز CO2 تقریباً قطعی می نماید.[9]بر اساس گزارش سازمان های بین المللی یک سوم خشکی های جهان به مساحت 5 میلیارد هکتار در 110 کشور جهان در معرض پدیده بیابان زایی قرار دارند در حالی که این پدیده بعد از دو چالش عمده تغییر اقلیم و کمبود آب شیرین به عنوان سومین چالش عمده جهانی در قرن 21 از سوی کارشناسان قلمداد می شود.[10]سناریوهای تغییر اقلیمی در چرخه آبشناسی نمود کاملاً بارزی می یابند.چرا که تمامی اجزاء آن تحت تأثیر تغییرات حاصله در میزان تبادلات انرژی و جرم قرار می گیرند.

نوسان منابع آبی به طرز قابل ملاحظه ای تابع تغییرات اقلیمی است، چرا که نیاز به این منابع با افزایش تبخیر و تعرق در شرایط گرمتر،خشک تر و آفتابی تر بیشتر می شود.به عنوان مثال براساس گزارشات منتشره در سال 1996، مناطق جنوب انگلیس در سال 2050 شدیداً مستعد وقوع خشکسالی بوده ولی مناطق شمالی به مراتب مرطوب تر شده و سیل درآنجا مشکل زاخواهد شد.[6]بررسی ها نشان داده است، غلظت گازکربنیک و سایر گازها در اتمسفر از نیمه دوم قرن نوزدهم افزایش یافته است. میزان غلظت CO2 از سال 1958 تا 1988 حدود 35 درصدفزونی یافته است.[3] بطورکلی می توان از تحقیقات انجام شده چنین نتیجه گرفت که :

.1میزان گازکربنیک و سایر گازهای موجود در اتمسفر - نظیر متان، - CFC بعد از انقلاب صنعتی افزایش یافته است.[4]

.2 مدلهای شبیه سازی مختلف نشان داده اند که با افزایش گازکربنیک شرایط هیدرولوژیکی از قبیل بارندگی، درجه حرارت و تبخیر و تعرق و رواناب و ... تغییر می کند که به تبع آن وقوع یا عدم خشکسالی نیز قابل بررسی است.[6]

باد و آب به عنوان دو عامل اقلیمی که دارای تغییرات و نوساناتنسبتاً زیادی هستند در شکل گیری مناطق خشک و بیابانی و ژئومورفولوژی آنها نقش بسزائی را ایفاد می کند. وقوع پدیده فرسایش آبی و بادی در گسترش بیابانها و از دست رفتن خاکهای سطح الارضی حاصلخیز نقش عمده ای داشته و تبعات منفی خشکسالی را تشدید می نماید.[5]

-4 نتیجه گیری و پیشنهادات

موضوعات خشکسالی، گرمایش جهانی و تغییر اقلیم از چالش های مهم حال حاضر جهان بهشمار میآیند که می توانند باعث وقوع نوسانات گسترده در شرایط آب و هوایی کره زمین شوند. این نوسانات موجب تغییرات وسیعی در الگوهای آب و هوایی - نظیر توزیع بارش و رخداد پدیده های حدی جوی - شده و در پی آن باعث گسترش و تداوم خشکسالی، فرسایش خاک، بیابانزایی، وقوع ریزگرد و تخریبهای زیستمحیطی گردیده است[5] و .[9]نوسانات اقلیمی یکی از ویژگیهای طبیعی میباشد که بر اثر آن ناهنجاریها یی در روند پارامترهای هواشناسی از جمله بارندگی و دما حاصل می شود. خشکسالی ها نشانه روشنی از این نوسانات میباشند که بسیاری از مناطق بویژه نواحی خشک و نیمه خشک دنیا را با شدتهای زیاد هر چند سال یکبار در بر می گیرند.

خشکسالی بر خلاف خشکی که یک پدیده دائم و ویژگی ذاتی برخی از مناطق جهان است، پدیده موقت می باشد که تحت عنوان انحراف و کمبود مقدار آب در یک منطقه نسبت به میانگین دراز مدت آن منطقه شناخته می شود خواهد بود.[4]آسیبهای خشکسالی در بخش تولیدات گیاهی و باغی باعث، کاهش درآمد روستائیان، افزایش قیمت محصولات کشاورزی، بایر ماندن زمین های کشاورزی، هدر رفت سرمایه، افزایش ریسک آتش سوزی در مزارع، کاهش بازدهی و کیفیت محصولات کشاورزی و باغی، افزایش آفات و امراض، خشک شدن درختان میوه و نابودی باغهای قدیمی وافزایش واردات