بخشی از مقاله
خلاصه
با افزایش فعالیتهای صنعتی بشر و بالا رفتن میزان غلظت گازهای گلخانهای در جو، اقلیم جهانی دچار دگرگونی شده که میتواند سبب تغییر در پارامترهای هواشناسی شامل بارش، دمای حداقل و حداکثر شود. با توجه به اهمیت پارامترهای مذکور در این مطالعه، میانگین تغییرات این عوامل برای سالهای 2049-2020 نسبت به دورهی پایه1989-2005 در سه ایستگاه سینوپتیک مشهد، تربتحیدریه و سرخس با مدل اقلیمی CanESM2 و تحت سناریوهای انتشار RCP2.6 و RCP8.5 با استفاده از نرمافزار SDSM اقدام به ریزمقیاس نمایی و پیشبینی دادهها مربوطه گردید.
روش ریز مقیاس نمایی SDSM دارای نتایج قابل قبولی در کالیبراسیون و اعتبارسنجی پارامترهای اقلیمی مورد بررسی در دوره پایه ارائه نمود. نتایج حاکی از افزایش در پارامترهای اقلیمی بارش و حداکثر درجه حرارت روزانه در افق های آینده نسبت به دوره پایه می باشد.نتایج بررسی ماهیانه نیز نشان داد که در فصل تابستان - ماههای ژوئن تا آگوست و حتی سپتامبر - افزایش در میزان حداقل و حداکثر درجه حرارت اتفاق خواهد افتاد که این نتیجه با پیش بینی ارائه شده توسط IPCC همخوانی دارد.
مقدمه
رشد دانش بشری، انقلاب صنعتی، افزایش مصرف انرژی و مصرف سوختهای فسیلی سبب انتشار و تجمع گازهایی چون دیاکسید کربن، بخارآب، اکسید ازت و کلروفلورها در جو هستند. این گازها که به گازهای گلخانهای مشهور شدهاند، سبب گرمتر شدن زمین و درنهایت سبب تغییر آبوهوا و به وجود آمدن پدیدهای به نام تغییر اقلیم میشوند. آبوهوا متأثر از دو عامل دما و بارش است که این دو خود تحت تأثیر سه پارامتر عرض جغرافیایی، ارتفاع و جریانهای اقیانوسی قرار دارند. با تغییر هریک از آنها، مسبب دگرگونیهای آبوهوایی همچون بالا آمدن سطح آب دریاها، متضرر شدن بخش کشاورزی، منابع آب و انرژی در منطقه میشود که زندگی انسان را تحت تأثیر قرار میدهد.
گرم شدن زمین موجب کاهش بارش برف در زمستان شده که بر الگوی فصلی جریان آب رودخانهها تأثیر میگذارد که این تغییر الگوی بارش میتواند بر کلیه فعالیتهای نشات گرفته از آب، تأثیرات منفی داشته باشد. از طرفی بالا رفتن دما سبب افزایش تبخیر در رودخانهها، جاری شدن سیل، طوفان و رخ دادن سایر پدیدههای حدی میشود که این خود به ایجادشده پدیدهی تغییر اقلیم کمک میکند. در تائید مطالب ذکرشده، هیئت بینالدول تغییر اقلیم - IPCC1 - با قاطعیت افزایش میانگین دمای جهانی را 0/4 تا 0/76 درجه سانتیگراد در قرن نوزدهم میلادی و 6/4 درجه سانتیگراد تا سال 2100 گزارش مینماید.[1]
IPCC باهدف شناخت جنبههای تغییر اقلیم و بررسی چگونگی اثر فعالیتهای انسانی بر آن در سال 1988 میلادی و با مأموریت اصلی ارزیابی ریسک تغییرات آبوهوایی در کره توسط سازمان هواشناسی جهانی و برنامه محیطزیست سازمان ملل، تأسیس شد. این کارگروه سال 2013 مجموعهای از مدلهای اقلیمی معرفی و به عنوان مدلهای گزارش پنجم - AR5 - منتشرکرد. از ورودیهای اصلی مدلهای AOGCM میزان انتشار گازهای گلخانهای در اتمسفر زمین است که تحت سناریوهای مختلف به مدل معرفی میگردد. لذا مدلهای اقلیمی با استفاده از دادههای سناریوهای انتشار اجرا میشوند. 2]
هیئت بینالدول تغییر اقلیم در تدوین گزارش پنجم ارزیابی از سناریوهای جدید 2RCPبهعنوان نمایندههای خطوط سیر غلظتهای گوناگون گازهای گلخانهای استفاده کرده است. سناریوی جدید انتشار دارای چهار خط سیر کلیدی بانامهای RCP2.6، RCP4.5، RCP6 و RCP8.5 میباشند که بر اساس میزان واداشت تابشی آنها تا پایان قرن 21 نامگذاری شدهاند. نتایج این سناریوها از سال 1850 تا سال 2100 را پوشش میدهد نتایج این سناریوها به شرح ذیل می-باشد: سناریوی انتشار RCP2.6 دربرگیرنده کمترین نرخ افزایش گازهای گلخانهای و واداشت تابشی ناشی از آن است.
مطابق این سناریو واداشت تابشی در اواسط این قرن به حدود 3,1 رسیده و سپس کاهشیافته و به 2,6 وات بر مترمربع در سال 2100 میرسد. برای رسیدن به این سطح واداشت تابشی بایستی گازهای گلخانهای به میزان قابلتوجهی کاهش یابند. سناریوی RCP4.5 که واداشت تابشی ناشی از گازهای گلخانهای قبل از سال 2100 در مقدار 4/5 وات بر مترمربع ثابت میماند. سناریوی انتشار RCP6 واداشت تابشی بعد از سال 2100 به دلیل استفاده از فناوریهای جدید و سیاستهای کاهش گازهای گلخانهای ثابت میماند.
در سناریوهای RCP6، RCP4.5 و RCP2.6 با کاهش واداشتهای تابشی، میزان افزایش دیاکسید کربن نیز کاهش مییابد. بدون اتخاذ هیچگونه سیاستهای کاهش آثار و مقابله با پیامدهای اقلیم، آبوهوای کره زمین در خط سیر سناریوی انتشار RCP 8.5 پیش خواهد رفت. بهطوریکه ادامه این روند منجر به واداشت تابشی به میزان 8/5 وات بر مترمربع در سال 2100 میگردد. وجه مشخصه Rcp8.5 روند افزایش گازهای گلخانهای است3 ]، 4، 5، .[6 انتشار گازهای گلخانهای در RCP ها به شبکه 0/5 درجه سانتیگراد 0/5 درجه در هر بخش کاهشیافته است که سبب ارتقاء قدرت تفکیک مکانی مدلهای گزارش پنجم نسبت به گزارشهای چهارم و سوم شده است..[4]
جایگزینی این سناریوها برای سناریوهای SPRS یکی از مهمترین تغییرات این نسل از دادهها نسبت به نسل قبل است. RCP8.5 بهعنوان بحرانیترین سناریوی انتشار و سناریو پایه، بیشترین انتشار گازهای گلخانهای در جو را در نظر می-گیرد. RCP2.6 پایینترین سطح انتشار گازهای گلخانهای در جو را نشان میدهد3]، 4، .[ 5 ازآنجاییکه الگوهای بارش تغییر کردهاند و به سبب آن تغییرات دمایی نیز محسوس میباشد، مطالعه تغییرات دما و بارش در حکم اولین اثر تغییر اقلیم در یک منطقه ضروری به حساب میآید. در حال حاضر معتبرترین ابزار جهت تولید سناریوهای اقلیمی، مدلهای گردش کلی جو - اقیانوس - AOGCM3 - یکی از روشهای پیشبینی متغیریهای اقلیمی میباشند.
مدلهای گردش عمومی جو، شرایط توپوگرافی و پوشش سطحی و شرایط اقلیمی یکسانی را برای یک شبکه با ابعاد 150 تا 300 کیلومتری در نظر میگیرند، برای تبدیل این مقیاسها به مقیاسهای کاربردی و فائق آمدن به نقص تفکیک فضایی کم مدلهای گردش عمومی جو، از روشهای موسوم به ریزمقیاس نمایی استفاده میشود. با این روش خروجیهای مدل GCM1 متغیرهای سطحی در حوزه موردمطالعه تبدیل میشوند. ریزمقیاس نمودن بهعنوان یک ایجادکننده ارتباط میان چرخههای بزرگمقیاس - پیشبینی کنندهها - 2 و متغیرهای اقلیمی در مقیاس محلی - پیشبینی شوندهها - 3 تعریفشده است.[7] شکل 1 نشاندهنده نمای شماتیکی از مدل گردش عمومی جو میباشد.
شکل - 1 مدل گردش عمومی جو
IPCC از سال 1990 تا 2007 چهار گزارش ارزیابی در سه بخش مبانی علمی، آسیبپذیری و سازگاری و نیز فرونشانی تغییر اقلیم را عرضه کرده است. تاکنون اکثر مطالعات انجامشده در حوزه مدلسازی تغییر اقلیم بر اساس داده-های گزارش چهارم انجامشده است، لذا انجام مطالعات و بهروزرسانی آنها با دادههای گزارش پنجم برای کاهش عدم قطعیت مدلسازی تغییر اقلیم دهههای آتی امری ضروری است.
دیبیک4 و کولیبالی - 2005 - 5 با استفاده از دو نوع تکنیک ریز مقیاس نمای آماری - رگرسیونی و اعداد تصادفی - متغیرهای هواشناسی مانند بارندگی و دما را در کانادا پیشبینی نمودند. سریهای زمانی که بوسیله هر دو روش تولید شد، بیانگر افزایش در مقادیر بارندگی ودمابود هنچنین با استفاده از اعداد تصادفی، افزایش معنیداری در میزان بارندگی مشاهده نشد.[8] کارایی مدل ریز مقیاس نمایی SDSM در پیشبینی پارامترهای دمایی شامل دادههای دمایی کمینه ، بیشینه و میانگین توسط رضایی و همکاران - 1393 - در ایستگاه سینوپتیک بم و کرمان مورد بررسی قرار گرفته است.
در این مطالعه از دادههای NCEP 6 و مدل HadCM3 دادههای نسل سوم مدل جهانی اقلیم تحت سناریوهایA2 و B2 برای دوره پایه و دورههای آتی و نیز مدل SDSM برای ریز مقیاس نمودن استفاده شد. نتیحه این مطالعه نشان داد کارایی مدل SDSM در منطقه خشک نسبت به منطقه فرا خشک از کارایی بالاتر و دقت قابل قبولی برای پیشبینی دما برخوردار است.[9]
صالح نیا و همکاران 1393 - - در سه ایستگاه مشهد، بیرجند و بجنورد، میانگین تغییرات هواشناسی شامل پارامترهای بارندگی و دما با استفاده از مدل HADCM3 تحت سناریویA2 پیشبینی نمودند .در این تحقیق از مدل های ریز مقیاس نمایی آماری LARS-WG و ASD استفاده گردید .نتایج این مطالعه نشان دادند که مدل ASD برای ایستگاههای مزبور نسبت به مدل LARS از دقت بیشتری برخوردار است .[10]
