بخشی از مقاله
چکیده
در این تحقیق دمای بیشینه و کمینه روزانه ایستگاههای استان مازندران که داراری آمار 30 ساله هستند، توسط خروجی مدل گردش عمومی جو CanESM2 تحت سناریوهای انتشار RCP مورد مطالعه قرار گرفت. طبق بررسیهای انجام شده توانایی شبیهسازی اقلیمی مدل آماری SDSM در دوره پایه و آینده متغیرهای اقلیمی با در نظر گرفتن معیارهای خطا در 4 ایستگاه سینوپتیک انتخاب شده، مورد ارزیابی قرار گرفت. دمای بیشینه و کمینه ایستگاه بابلسر با همبستگی R=0/94 و R=0/93، نسبت به ایستگاههای دیگر دقت بهتری در مدلسازی را نشان داد است. متوسط تعداد روزهای یخبندان هم در هر 4 ایستگاه روند کاهشی معنیداری نسبت به دوره پایه نشان داده است. به عنوان مثال در ایستگاه رامسر از 11/71 روز در دوره پایه - 2005-1961 - به 0/03 روز در دوره - 2100-2071 - تحت سناریو RCP8/5 برآورد گردید.
مقدمه
بررسی روند طولانیمدت دما میتواند دیدگاههای بهتری را بهمنظور برنامهریزی آینده فراهم کند. به نظر میرسد که پنج عامل غلظت گازهای گلخانهای، میزان ازن در استراتوسفر، افشانهها1 در تروپوسفر، افشانهها در استراتوسفر و لکههای خورشیدی، عمدهترین عوامل موثر تغییرات دما در سده کنونی باشد. اقلیم بر اساس میزان دقت و نوع دستهبندی میشوند. این مدلها از مقیاسهای کوچک مانند آب و هوایی یک منطقه تا مقیاسهای بزرگ مانند تغییرات اقلیم در مقیاس قارهای را در بر میگیرند. مدلهای بزرگمقیاس تغییرات عمومی و کلی را نشان میدهند. اما استفاده از مدلها در مقیاس کوچک برای کاربردهای منطقهای و تبدیل نتایج مدلهای بزرگمقیاس به پدیدههای منطقهای نیاز است. که از مهمترین مدلها در این زمینه مدلهای چرخه عمومی 1 است.
این مدلها توانایی شبیهسازی چرخه عمومی جو را دارا هستند و برای شبیهسازی جو-اقیانوس در مقیاسهای مختلف استفاده میگردنند - کارآموز و عراقی نژاد، . - 1389 هدف این مدلها شبیهسازی همهی ویژگیهای سه بعدی آب و هوا برای پیشبینی وضعیت آینده است - هاگیک2، . - 2009 این مدلها خصوصیات فیزیکی، چرخشها و حرکات اتمسفری را تحلیل میکنند. ساختار یک مدل GCM دارای 4 بخش میباشد که شامل اقیانوسها - OGCMs3 - ، اتمسفر - AGCMs4 - ، خشکیها و یخهای دریایی و چرخش مزدوج این 4 بخش AOGCM است. مدلهای GCM سه بعدی بوده و دارای زمان هستند، که به دلیل گستردگی ابعاد زمانی و مکانی دارای پیچیدگی خاصی میباشند.
به دلیل اهمیت تغییر دمای آینده کره زمین و تأثیراتی که بر جنبههای متعدد هواشناسی و هیدرولوژیکی کره زمین میگذارد، با تلاشهای فراوان پیشبینی تغییرات دما در آینده انجام گرفت. با توجه به آنچه ذکر شد، با افزایش غلظت گازهای گلخانهای و همچنین افزایش میانگین دما سطحی جو کره زمین در آینده در بین دانشمندان وجود دارد. اما تغییرات متغیرهای اقلیمی در مقیاسهای منطقهای مشخص نمیباشد.
در نتیجه چون پیشبینی مشکل میگردد، راه دیگر، معین نمودن وضعیتهای ممکن اقلیم آینده میباشد که به اصطلاح سناریوهای اقلیمی گفته میشوند - کارگروه تغییر اقلیم، . - 2014 روشهای ریزمقیاسسازی عبارت است از: روشهای تناسبی، روشهای آماری و روشهای دینامیکی. که معتبرترین ابزار برای ریزمقیاسسازی دادههای مدل گردش عمومی جو در استفاده از روشهای آماری است - صمدی، . - 1385 مدلهای GCM همواره با عدم قطعیت همراه است که این امر موجب اصلیترین عامل ایجاد خطا در پیشبینیهای هواشناسی شده است.
ریزمقیاسسازی به عنوان یک عامل ایجاد کننده پیوند بین چرخههای بزرگ مقیاس - پیشبینی کنندهها - و متغیرهای اقلیمی در مقیاس محلی - پیشبینی شوندهها - تعریف میشود - ویلبی6 و دانسون7، . - 2008 روشهای ریزمقیاسسازی آماری عبارت است از: روشهای مبتنی بر الگوی آب و هوا، روشهای تولید داده - سمنوا8 و بروکس9، - 1999 و روشهای رگرسیونی یکی از مدلهای ریزمقیاسسازی آماری که امروزه مورد استفاده قرار میگیرد مدل SDSM12 میباشد - بریسما13، . - 2003 مبنای این مدل، رگرسیون چند متغیره میباشد و برای پیشبینی پارامترهای اقلیمی چون دما و بارش در طولانیمدت با توجه به متغیرهای بزرگ مقیاس اقلیمی استفاده میشود - خان14 و همکاران، . - 2006 حمیدیانپور و همکاران - 1395 - با بررسی تغییرات بارش و دما در جنوب شرق ایران توسط مدل ریزمقیاسسازی با خروجی مدلهای گردش عمومی جو در دوره پایه 2099-2011 به این نتیجه رسیدند که دما طی دورهی آتی افزایش مییابد.
اما تغییرات فصلی بارش در ایستگاههای مختلف دارای نوسان بوده است. رضائی و همکاران - 1393 - به پیشبینی پارامترهای دمایی در دو اقلیم خشک و فراخشک در دو منطقه بم و کرمان با استفاده از مدل ریزمقیاس سازی آماری SDSM پرداختند. بعد از واسنجی و ارزیابی مدل، پاررامترهای دمایی شامل دمای کمینه، بیشینه و میانگین برای دوره - - 1971-2001 میلادی توسط دادههای NCEP و همچنین سناریوهای A2 و B2 مدل HadCM3 در این دو شهر شبیه سازی شده و با دادههای مشاهداتی مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج نشان داد به طور متوسط دمای بیشینه ماهانه، کمینه و میانگین ماهانه برآورد شده کرمان در آینده تحت سناریو A2 و B2 طی دورهی 2010 تا 2100 میلادی نسبت به دورهی پایه افزایش یافتهاند.
دهقانی پور و همکاران - 1390 - بر اساس تحقیقات انجام شده توسط ریزمقیاسسازی دماهای بارش، دما وتبخیر با مدل SDSM در تبریز اقدام نمودند. نتایج بیانگر عملکرد بالای مدل در ریزمقیاسسازی داده بوده است. مکنن و دیس - 2016 - طبق نتایج حال از بررسی تغییرات دما با مدلهای گردش عمومی جو و دادههای CanESM2 و دو مدل ریزمقیاسسازی SDSM و LARSWG در روخانه نیل اظهار داشتند که دمای حداکثر 0/4 و 3/4 و دمای حداقل 0/3 و 4/1 در دورهی 2100 افزایش خواهد یافت.
لیو و همکاران - 2016 - توسط دادههای مدل گردش عمومی جو CMIP5 و با ریزمقیاسسازی مدل SDSM، در منطقه مونسون چین به این نتیجه رسیدند که دمای میانگین هوا با مقدار 0/81 تا 1/2 درجه سانتیگراد برای دوره 2030 تا 2050 افزایشی خواهد بود. محمود و بابل - 2014 - در حوضه رودخانه Jhelum در منطقه مرزی هند و پاکستان با استفاده از فرمول ریزمقیاسسازی مدل SDSM، فراوانی دماهای حدی سرد کاهش و دماهای حدی گرم افزایشی اعلام کردند.
سبحانی و همکاران - 1394 - با مطالعه دو مدل SDSM و LARSWG به عملکرد بالای SDSM برای دادههای دما رسیدند. گودرزی و همکاران - 2015 - با استفاده از ریزمقیاسسازی LARSWG و عامل تغییر در رودخانه اعظم یزد، افزایش دما را اعلام کردند. طبق مطالعات صورت گرفته، در این پژوهش میزان تغییرات دمایی در استان مازندران و همچنین بررسی عملکرد بالای مدل ریزمقیاسسازی SDSM برای دادههای دما در منطقه مورد نظر بررسی خواهد شد. هدف از انجام این تحقیق شبیهسازی دمای کمینه و بیشینه روزانه استان مازندران تحت سناریوهای اقلیمی میباشد.
مواد و روشها
منطقه مورد مطالعه استان مازندران با وسعت 756،23 کیلومتر مربع، بین 35 درجه و 47 دقیقه تا 36 درجه و 35 دقیقه عرض شمالی و 50 درجه و 34 دقیقه تا 54 درجه و 10 دقیقه طول شرقی قرار دارد که موقعیت شهرها در استان در شکل - 1 - نشان داده شده است. طبق روش طبقهبندی دمارتن، اقلیم مازندران گرم و بسیار مرطوب است. در این پژوهش از بین ایستگاههای سینوپتیک استان که در جدول زیر ارائه شده است، از دادههای دمای بیشینه و کمینه روزانه ایستگاههای رامسر، قائم شهر، بابلسر و نوشهر طبق جدول - 1 - ، از اداره کل هواشناسی استان مازندران دریافت و مورد استفاده قرار گرفت.
