بخشی از مقاله
چکیده :
تغییر اقلیم عمدتا منشا انسانی دارد. امروزه تعداد زیادی مدل گردش عمومی جو برای پیش بینی وضعیت اقلیم در آینده طراحی شده است، اما خروجی حاصل از این مدل ها به دلیل محدودیت در تفکیک مکانی در مقیاس محلی، قابل استفاده نمی باشند.روش ریز مقیاس نمایی آماری - - SDSM، به منظور پیشبینی متغیرهای اقلیمی مانند دما، به دلیل اهمیت این فاکتورها، در برنامه ریزی و مدیریت محیطی کاربرد وسیعی دارند. در این پژوهش کارایی مدل ریزمقیاس نمایی در پیشبینی پارامترهای دمایی مورد بررسی قرار گرفته است.
داده های مورد استفاده در این پژوهش شامل دادههای دمای بیشینه ایستگاه سینوپتیک اهواز و داده های NCEP.NCAR - 1961-2005 - است. مدل SDSM با استفاده از داده های مشاهداتی ایستگاه اهواز و دادههای بازسازی شده مرکز ملی پیش بینی اقلیمی کانادا کالیبره و واسنجی شدند. در این تحقیق ابتدا میزان کارایی این مدل جهت ریز مقیاس نمایی شاخصهای دمایی در ایستگاه شهر اهوازمورد ارزیابی قرار گرفت ،سپس شاخصهای دمایی ایستگاه اهواز تا سال 2100 شبیه سازی شدند.
در این مطالعه، بر طبق گزارشهای IPCC فراوانی و شدت رویدادهای حدی آب و هوایی تحت شرایط تغییر اقلیم افزایش یافته بطوریکه افزایش گازهای گلخانهای و گرمایش زمین به شکل افزایش شدت، فراوانی و سهم رویدادهای فرین تجلی پیدا کرده است.در این مظالعه میزان تفییرات رویدادهای حدی دمایی اهواز در سال-2100 2006 مورد پیشبینی قرار گرفت .نتایج حاصل از تحقیق نشان داد ، که مدل مذکور توانایی لازم جهت شبیه سازی شاخص های دمایی را دارد.
مقدمه :
تغییر اقلیم و پیامدهای ناشی از آن خصوصا گرم شدن کره زمین، به عنوان بزرگ ترین معضل قرن بیست و یکم شناخته شده است. به طوریکه طی چند سال اخیر همواره یکی از محورهای اصلی سران کشورهای صنعتی جهان، مسئله تغییر اقلیم بوده است - صمدی و همکاران. - 1388 تغییر اقلیم و گرم شدن کره زمین، اثرات سوئی بر منابع مختلف از جمله آب، جنگل، مرتع، اراضی کشاورزی، صنعت و در نهایت زندگی انسان دارد. اولین اثرتغییر اقلیم روی عناصر اتمسفریخصوصاً درجه حرارت و بارش میباشد.
سپس با توجه به ارتباط بین عناصر اتمسفری و اکوسیستمهای زمینی، منابع آب، پوشش گیاهی، خاک و همچنین زندگی انسان تحت تأثیر این پدیده قرار خواهد گرفت - علی جان آبکار و همکاران. - 1392 مطالعات تغییراقلیم با استفاده از خروجی مدل گردش عمومی جو و سناریوهای منتشر شده توسط هیئت بین دول تغییر اقلیم - IPCC - امکان پذیر شده است .برای استفاده ازداده های مدل عمومی گردش زمین در مقیاس محلی ، دانشمندان روش های متعددی ابداع نمودند که به مجموع این روش ها ، ریزمقیاس نمایی می گویند - فای فانگ و همکاران،. - 2011
در واقع اصول کلی کلیه این روش ها بر پایه برقراری ارتباط بین متغییرهای مدل های گردش عمومی جو زمین - رطوبت،فشار هوا،بادو... - به عنوان متغییر مستقل و متغییر اقلیمی نظیر بارش ، دما و...به عنوان متغییر وابسته در مقیاس منطقه ، محلی و حتی نقطه ای استوار است. - وان ون ، :2005ویلبی ،:2007فای فانگ،. - 2011 مدل SDSMیکی از مدلهای ریزمقیاس نمایی تابع انتقالی آماری بحساب می آید.
- ویلبی و همکاران، - 2007 که امروزه به عنوان پرکاربردترین مدل ریزمقیاس نمایی در سطح جهان شناخته شده است - پالن و همکاران،. - 2005 چیما و همکاران - 2013 - عملکرد روش ریزمقیاس نماییSDSM را روی روند داده های کمینه دمای ایستگاه های کشور پاکستان در دوره1991-2010 ارزیابی کردند، که ما در این مطالعه روش ریز مقیاس نمایی را روی داده های بیشینه ایستگاه اهواز در دوره 1961-2005 مورد بررسی قرار دادیم.
مواد و روش:
اهواز مرکز استان خوزستان یکی از کلانشهرهای ایران است. این شهر که در بخش مرکزی شهرستان اهواز قرار دارد، در موقعیت جغرافیایی 31 درجه و 20 دقیقه عرض شمالی و 48 درجه و 40 دقیقه طول شرقی، در بخش جلگهای خوزستان و با ارتفاع 18 متر از سطح دریا واقع شدهاست. روشهای ریز مقیاس نمایی به دو دسته استاتیکی ودینامیکی تقسیم می شود ، روش دینامیکی بسیار زمان بر و پیچیده و همراه با دقت پایین است که ما در این مطالعه ازمدل ریزمقیاس نمایی آماری که نوعی رگرسیون چند متغییره است ،برای شبیهسازی دادههای اقلیمی در ایستگاه اهواز درشرایط حال حاضر و در شرایط آینده تحت تأثیر پدیده تغییر اقلیم بکار میرود ، دادههای آن به صورت سریهای زمانی روزانه - - 1961B2005 برای یک سری از متغیر اقلیمی حداکثر دما بررسی شد.
مدل SDSM یک مدل ریزمقیاس سازی آماری است که میتواند سناریوی تغییر اقلیم در اندازه ی یک ایستگاه و در مقیاس زمانی روزانه با استفاده از خروجی GCM فراهم کند،SDSM یک مدل پیوندی بر اساس مولد مصنوعی و بر پایه ی رگرسیونی است . - الهام قاسمی فر. - 1395 ریز مقیاس نمایی در SDSM به وسیله همبستگی جزئی و نمودار پراکنش متغییر وابسته - دما - صورت می گیرد.
داده های مورد استفاده در این پژوهش دمای بیشینه روزانه ایستگاه سینوپتیک اهواز و دادههای NCEP.NCAR تحت سیناروی RCP85، RCP45،RCP26 میباشد که با فرمت dat وارد مدل می شوند. متغییر - NCEPجدول - 1 شامل 26 متغییر اتمسفری است که از بین آنها، متغیرهای مستقل انتخاب میشوند .با توجه به اینکه متغیرهای میتوانند روابط ، NCEP مختلفی با دادههای پیشبینی شونده داشته باشد و لذا متغیرهایی حائز اهمیت هستند که دارای بالاترین ضریب همبستگی و پایینترین واریانس خطا باشند. انتخاب متغیرهای مستقل - - NCEP.NCAR که همبستگی بالایی دارند روی مدل و نتایج اثرمستقیم میگذارند.
متغییرهایnceptempgl،ncepp500gl،ncep8thgl،nceps500gl،ncepp5zhgl بالاترین همبستگی را با متغییر وابسته دارند. ابتدا دادهایی که ثبت نشده یا فرمت عددی ندارند را در Surfer اصلاح می کنیم با -999 جایگزین میکنیم .مراحل کار SDSM :کنترل کیفیت و تبدیل دادهها ،انتخاب متغییرهای مستقل - پیش بینی کننده - مناسب:هدف از این مرحله کمک به کاربر در پیدا کردن پیشبینی کننده ها با قویترین ارتباط با پیش بینی شونده ،واسنجی مدل، تولید داده دمایی زمان حاضربا استفاده از متفییر های مشاهداتی آنالیز آماری دادههای مشاهده شده، نمایش هندسی خروجی مدل و تولید دادههای هواشناسی آینده با استفاده از متغیرهای مستقل میباشد ، در قسمت کنترل کیفیت تعداد داده های پرت که با -999 جایگزین کردیم را نشان میدهد،اگر تعداد داده های پرت5 درصد کل داده ها باشد مشکلی ندارد.
روشهای مختلفی برای شبیه سازی و پیشبینی متغیرهای اقلیمی در دورههای آتی تحت تأثیر تغییر اقلیم وجود دارد که معتبرترین آنها استفاده از دادههای مدل گردش عمومی جو یاGCM می باشد.مدل GCMتنها قادر به شبیه سازی داده های مدل گردش عمومی جودر سطوح بزرگ هستند. - مریم رضایی . - 1393 ما در این مطالعه از سنایوی های RCP استفاده کردیم که در سال 2010 توسط کمیته علمی و زیر نظر هیئت بین دول ساخته شد.
تغییرات اقلیم با هدف فراهم کردن یک سری اطلاعات ، که از نتایج آن بتوان عوامل اصلی تغییر اقلیم را ردیابی و نتایج آن را بتوان در مدل های اقلیمی اعمال کرد. سناریوی RCPشامل چهار سناریوی 2.6-4.5-6-8.5 می باشد ، اما ما در مطالعه از دادهای بازسازی شده مرکز ملی پیش بینی اقلیم کانادا استفاده کردیم که RCP6را ندارد. سناریوها بر اساس مشخصات متفاوت سطح تکنولوژی ، وضعیت اجتماعی و اقتصادی ، خط مشی ها در آینده است، که در هر شرایط میوانند منجر به سطح انتشار متفاوت گازهای گلخانه ای و تغییرات اقلیمی گردند. - واحد برآورد سناریوی RCP وات بر متر مربع است. -
