ارزيابي اثرات تغيير اقليم بر وقوع خشكسالي تركيبي بر اساس مقادير دما و بارش تحت شرايط ناايستا

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

عمران

كارشناسي ارشد

خشكسالي از جمله وقايع حدي خسارتزا بر محيط زيست و اكوسيستم، حيات بشر و اقتصاد جهاني ميباشد. اين پديده بخصوص با افزايش گرماي سطح زمين ناشي از تغييرات اقليمي، با شدت و فراواني بيشتري پيشنمايي ميگردد. طبق گزارش هيأت بينالدول تغيير اقليم، وقايع حدي تركيبي به دو صورت تعريف ميگردند. 1( رخداد همزمان دو يا چند واقعه حدي. 2( رخداد همزمان يا متوالي دو يا چند واقعه كه بصورت جدا حدي نباشند، اما تأثير تركيب آنها با يكديگر، تأثيري حدي باشد.در اين پژوهش با استفاده از مدلهاي اقليمي پروژه 6CMIP به پيشنمايي وقوع پديده خشكسالي تركيبي در دورههاي تاريخي و آينده در كشور ايران پرداختهشده است. تمركز اين پژوهش تحليل دو متغير دما و بارش در ايجاد خشكسالي تركيبي مطابق دو تعريف فوق ميباشد. در تعريف اول وقوع همزمان مقادير حدي دما و بارش با استفاده از توابع مفصل داراي همبستگي دمي، در مقياس زماني فصلي مورد بررسي قرار گرفت. در تعريف دوم، با استفاده از تحليل فراواني دو متغيره دما و بارش و دهك بندي احتمال حاصل از وقوع توأم مقادير اين دو متغير، وقوع خشكسالي تركيبي تحت شاخص دهك بارش و دما در مقياس رماني فصلي و ساالنه بررسي گرديد. در اين حالت هر يك از دو متغير ميتوانند در محدوده مقادير حدي خود نباشند، اما احتمال وقوع توأم آنها در دهك وقايع حدي قرار گيرد. در ابتدا براي اصالح اريبي هر يك از دو متغير دما و بارش در دوره آينده، از روش اصلاح اريبي چند متغيره استفاده گرديد. سپس با استفاده از توابع مفصل مناسب، احتمال توأم مقادير دما و بارش محاسبه گرديد و دهك وقوع هر يك از جفت دادههاي دما و بارش مشخص گرديد. در گام بعد ايستگاههاي با رفتار توأم مقادير حدي دما وبارش در فصول مختلف شناسايي گرديدند. در فصل پاييز 45 درصد و در فصل تابستان 21 درصد از ايستگاههاي مورد بررسي بترتيب داراي بيشترين و كمترين ايستگاههاي با رفتار خشكسالي تركيبي نسبت به ساير فصول ميباشند. با توجه به تغييرات اقليمي، احتمال وقوع توأم مقادير حدي دو متغير بر اساس روش ناايستا تخمين زده شد. در نهايت تغييرات دروني مدلهاي مختلف در پيش نمايي اين واقعه حدي مورد ارزيابي قرار گرفت. نتايج در دو قسمت اول و دوم بترتيب با استفاده از شاخص دهك بارش- دما و توابع مفصل داراي همبستگي دمي ارائه گرديدهاست. در دوره آينده نزديك، حوضههاي آبريز فالت مركزي و سرخس بيشترين درصد افزايش وقوع دهك بسيار گرم و خشك را نسبت به دوره تاريخي خود در تمام فصول نمايش دادهاند. براي دوره آينده دور، حوضه آبريز فالت مركزي و حوضه آبريز شرق، در تمام فصول بيشترين درصد وقوع مطلق اين دهك خشكسالي را تجربه كردهاند. همچنين در مقياس ساالنه، مواجهه حوضههاي آبريز با خشكسالي براي وضعيت بسيار گرم و خشك تحت سناريوهاي مختلف بصورت تقريبي در آينده نزديك وخيمتر از آينده دور ميباشد.در قسمت دوم، نتايج حاصل از بررسي همبستگي دمي بين مقادير حدي دما و بارش بيانگر همبستگي مطلق منفي بيشتري بين اين دو متغيردر فصل بهار و زمستان ميباشد. بطوريكه بترتيب ميانگين وقوع دوره بازگشت در تمام ايستگاهها 31 و 36 سال در اين دو فصل ميباشد كه نسبت به حالت مستقل بودن اين دومتغيرازيكديگر، افزايش احتمال حدود 3 برابري دارد. در ادامه با استفاده از تحليل ناايستا، همبستگي بين متغيرها و احتمال وقوع تركيبي مقادير حدي آنها براي دوره آتي تا سال 2100 محاسبه گرديد كه نتايج نشان دهنده تغييرات همبستگي بين مقادير حدي اين دو متغير در طول سالهاي 1961 تا 2100 مي باشد. تغييرات همبستگي دمي بين دو متغير دما و بارش تحت تاثير تغيير اقليم در اكثر ايستگاهها روندي كاهشي نشان داد. اين موضوع منجر به افزايش دوره بازگشت وقوع خشكسالي تركيبي در سه فصل پاييز، زمستان و بهار در دوره آينده گرديد، با اين وجود فصل تابستان با روند افزايشي در احتمال وقوع، از مقدار 62 سال دوره بازگشت در دوره تاريخي، به مقدار 57 سال در دوره آينده تغيير كرد. همچنين به علت تغييرات دروني ناشي از تفاوت شرايط اوليه هريك ازمدلها، بازه تغييرات دوره بازگشت و بحرانيترين دوره بازگشت واقعه خشكسالي تركيبي در زمان و مكان پيش نمايي شده است.نتايج بيانگر افزايش تقريبا دو برابري احتمال وقوع خشكسالي تركيبي تحت مدل بحراني در دوره آينده دور نسبت به تاريخي ميباشد. همچنين افزايش احتمال وقوع خشكسالي تركيبي تحت مدل بحراني نسبت به ميانگين مدلها در بازه 18 تا 45 درصدي در فصول مختلف بصورت ميانگين در ايستگاه هاي مورد بررسي، پيش نمايي گرديد

221205

مديريت منابع آب

مهندسي عمران

دانشگاه صنعتي اصفهان