بخشی از مقاله
چکیده
برنامه ریزی م ی ی را روش عملی برای دستیابی به توس ه ایدار می دان د در این تحقیق به منظور شبیهسازی بارش و دما از مدل گردش عمومی هوا HADCM3 همراه با داده های سناریو A1B و مدل آماری LARS-WG در دو حالت با و بدون بهکارگیری تکنیک پسپردازش آماری برونداد مستقیم مدل در شمالشرق ایران - خراسان بزرگ - و در دوره آماری 1987-2026 میلادی، در مقاطع زمانی سالانه ، فصلی و روزانه جهت راستی آزمایی مدل انجام شده است. مقایسه میانگین ماهانه و سالانه داده های پیش بینی شده و داده های مشاهده شده برای عناصر دما و بارش، بخاطر وجود RMSE و اریبی کمتر نشان از پیش بینی موفق عناصر دما و بارش توسط مدل مذکور را دارد.
بر اساس نتایج حاصله، در منطقه مورد مطالعه، در دوره راستیآزمایی 2007-2013 میانگین اریبی بارش سالانه خام مدل LARS برابر 53/63 میلیمتر و پس پردازش شده -11/25 می باشد. بطور خلاصه در مقیاس زمانی سالانه در 84 درصد ایستگاههای مطالعاتی انجام پسپردازش موثر واقع شده و میزان خطای اریبی را در بیشتر ایستگاه ها ،بشدت کاسته است. بر اساس سناریو A1B و داده های روزانه تولید شده از مدل ، متوسط بارش سالانه تا سال 2026 میلادی در ایستگاههای بجنورد، فردوس، گناباد، قوچان، سبزوار،سرخس و تربت حیدریه دارای روند کاهشی می باشد. لذا در بیش از 50 درصد ایستگاههای منطقه تا سال 2026 شاهد کاهش بارندگی هستیم.
میانگین اریبی دمای سالانه خام مدل برابر 0/096 درجه سانتیگراد و پس پردازش شده -0/432 است. این در عمل بزرگتر از اریبی بدون پس پردازش شده است، لذا عمل پس پردازش در تمامی ایستگاهها موثر واقع نشده و فقط در 46 درصد ایستگاهها، خوب تعریف می شود. در باب مقایسه بین داده های بارش و دما می توان نتیجه گرفت ، شبیه سازی و پیش بینی دما بخاطر وجود RMSE و اریبی کمتر نسبت به بارش در منطقه بهتر جوابگو است و عمل پس پردازش بر روی داده های بارش بیشترموثر واقع می شود. بر اساس سناریو A1B متوسط دمای فصل پاییز تا سال 2026 در ایستگاههای بیرجند، تربت حیدریه، سبزوار، فردوس، قائن، کاشمر، مشهد و نهبندان تا 0/03 درجه سانتیگراد افزایش می یابد
واژههای کلیدی: بارش،دما، مدل LARS-WG، پسپردازش، میانگین وزنی MA، خراسان بزرگ
مقدمه:
افزایش گازهای گلخانه ای در چند دهه اخیر و افزایش دمای ناشی از آن باعث بر هم خوردن تعادل سیستم اقلیمی کره زمین شده و تغییرات اقلیمی گسترده ای را در اغلب نواحی کره زمین موجب شده است. بررسی ها نشان می دهند که این پدیده می تواند بر بخش های مختلف اعم از منابع آب، کشاورزی، محیط زیست، بهداشت، صنعت و اقتصاد اثرات منفی داشته باشد. کمترین تغییر در میزان بارش و درجه حرارت ضربه های شدیدی به بخش کشاورزی و اقتصادی می زند. از این رو پیشینیب های اقلیمی جهت استفاده در برنامه ریزی های کلان کشور خصوصاً در رابطه با بلایای طبیعی ضروری به نظر می رسد. امروزه معتبرترین ابزار جهت بررسی اثرات پدیده تغییر اقلیم بر سیستم های مختلف، استفاده از متغیرهای اقلیمی شبیه سازی شده توسط مدل های گردش عمومی جفت شده جوی- اقیانوسی می باشد. این مدل ها قادرند پارامترهای جوی و اقیانوسی را برای یک دوره بلند مدت با استفاده از سناریوهای تایید شده IPCC مدلسازی نمایند.پیش بینی بلند مدت متغییرهای اقلیمی جهت اطلاع از میزان تغییرات و در نتیجه در نظر گرفتن تمهیدات لازم به منظور تعدیل اثرات سوء ناشی از تغییر اقلیم مورد توجه اقلیم شناسان و محققان قرار گرفته است. بر همین اساس مدل های شبیه سازی گردش عمومی جو توسعه یافته اند.[5]اخیرا قدرت تفکیک مدل های گرد ش عمومی و منطقه ای افزایش پیدا کرده است.
ولی هیچ یک از مدل ها نمی توانند آب و هوای واقعی را در مقیاس منطقه ای و یا کوچک تر برآورد یا پیش بینی کنند. بنابراین دانشمندان ابزار واسطه ای بنام مدل های مولد آب و هواشناسی - WG - ها را ابداع کرده اند که می توان بر اساس آن ها و با استفاده از خروجی مدل های عددی، تغییر اقلیم را در مقیاس نقطه ای و ایستگاه هواشناسی، مورد مطالعه و ارزیابی قرار دهند - بابائیان و همکاران،. - 1388 WG ها از جمله مدل LARS-WG، مدل های آماری هستند که یکی سری داده های هواشناسی مصنوعی را شبیه سازی می کنند. امروزه WG ها بطور گسترده ای در مطالعات تغییر اقلیم مورد استفاده قرار گرفته اند. دلایل مهم استفاده ازWG ها عباتند از:
-1 سری های هواشناسی تولید شده توسط WG ها می توانند به عنوان ورودی برای مدل های هیدرولوژیکی و کشاورزی - کیان و همکاران، . - 2004
WG -2 ها می توانند برای شبیه سازی عملکرد محصول در اکوسیستم های زراعی مورد استفاده قرار گیرند - هارتکامپا و همکاران،. - 2003
-3 برای مکان هایی که هیچ داده ی هواشناسی برای آن ها در دسترس نیست یا ایستگاه های هواشناسی که داده هایشان به علت نقص ابزار و اندازه گیری های نادرست، کامل نیست، WG ها می توانند با استفاده از آنالیز آماری و درون یابی پارامترهای اقلیمی بدست آمده از ایستگاههایی که در نزدیکی مکان های مورد نظر قرار دارند، داده های هواشناسی روزانه تولید کنند - کیان و همکاران،. - 2004
لذا در این تحقیق سعی بر آن است که ضمن راستی آزمایی و شبیه سازی داده های بارش و دما در خراسان بزرگ،کارایی مدل را در تولید داده های هواشناسی روزانه در مواقعی که داده های طولانی مدت در دسترس نباشد، توسعه داد. از جمله تحقیقاتی که در این زمینه انجام گرفته است می توان به موارد ذیل اشاره نمود. شمس و همکاران در سال 1393 در تحقیقی تحت عنوان ارزیابی اثرات تغییر اقلیم آتی تهران با استفاده از مدل ریزمقیاس نمایی LARS-WG به نتیجه رسیده اند که در تمامی ماه ها دمای حداکثر و حداقل افزایش یافته است. بارندگی در برخی ماه ها افزایش و در برخی ماه ها کاهش را نشان می دهد ولی در مجموع بارندگی سالانه نزدیک به 10 درصد کاهش داشته است - شمس و همکاران،. - 1393 ماوروماتیس و هانسن - - 2001 با مقایسه مدل های WM،WM2،LARS-WG نشان دادند که مدل LARS-WG در سطح اطمینان قابل قبول تری - 95 درصد - اقدام به تولید داده نموده است.
زمنف و استراتونویچ - - 2010 در 4 منطقه اروپا با استفاده از 15 مدل گردش عمومی جو و تحت چهار سناریوی انتشار و توسط مدل ریز مقیاس اماری LARS-WG5 به بررسی تاثیر تغییر اقلیم بر تنش گرما در مرحله گلدهی گندم پرداختند. نظر آن ها بر این است که استفاده از گروه چند مدلی AR4 اجازه می دهد تا بررسی محدوده عدم قطعیت در اثرات تغییرات اقلیمی ناشی از عدم قطعیت در پیش بینی های اقلیمی امکان پذیر است.روی و همکاران - - 2009 تاثیرات تغییر اقلیم و تنش رطوبتی را بر محصولات کشاورزی در جنوب غربی بنگلادش مورد بررسی قرار دادند. آنها تغییر اقلیم را تا سال 2075 تعیین نمودند. بر اساس نتایج حاصله متوسط دما برای سالهای 2030 و 2075 بترتیب 0/88 و 2/42 درجه سانتی گراد افزوده می شوند. افزایش دما در ماههای زمستان بیش از سایر ماههای سال خواهد بود. بر اساس نتایج آنها افزایش در میانگین بارش سالانه برای سالهای 2030 و 2075 به ترتیب برابر 2 و 10/1 درصد بود.
حق طلب و همکاران - - 1392 در مدلسازی اقلیم استان تهران و مازندان با استفاده از مدل اقلیمی LARS-WG به این نتیجه رسیده اند که در استان مازندران میزان بارندگی به طور کلی کاهش می یابد. بطوریکه فصل زمستان حدود 4 درصد افزایش و در فصل تابستان 8 درصد کاهش پیش بینی شده است. در استان تهران نیز میزان بارندگی در دوره آینده کاهش می یابد. در زمستان 11 درصد افزایش و در تابستان 33 درصد کاهش خواهد داشت - شمس و همکاران،. - 1393
روش تحقیق:
پژوهش حاضر در کشور ایران بر روی استانهای خراسان شمالی، خراسان رضویی و خراسان جنوبی انجام شده است. که محدوده به عرض جغرافیایی 31/5 تا 38 درجه شمالی و طول جغرافیایی 56 تا 61 درجه شرقی را در بر می گیرد. در پژوهش حاضر با توجه به دوره آماری و آمار در دسترس دادههای آب و هواشناسی، مطالعات بر روی 13 ایستگاه سینوپتیک - بجنورد، قوچان، مشهد،سرخس،سبزوار،کاشمر،فردوس،گناباد،بیرجند،طبس،قائن،نهبندان،تربت حیدریه - استانهای مذکور انجام شده است - شکل . - 1
