ارزیابی اثر تاریخی تغییر اقلیم بر خطر بیابانزایی منطقه اسفراین-سبزوار (دوره مورد مطالعه: 2016-1979 میلادی)

زمینه و هدف: در میان 37 چالش مهم جهانی؛ تغییر اقلیم، بیابانزایی و کمبود آب شیرین، سه چالش اصلی فَراروی بشر در قرن 21 محسوب می شوند. در این پژوهش از مدل esas در راستای ارزیابی اثر تغییرات اقلیم بر خطر بیابانزایی منطقه اسفراین - سبزوار در سه دوره 1992-1981، 2004- 1993 و 2016-2005 استفاده شد.روش بررسی: به دلیل آمار و پراکنش نامناسب ایستگاه های هواشناسی منطقه، از داده های بازتحلیل era-interim و دوازده ایستگاه هواشناسی منطقه استفاده شد. داده های اقلیمی پروژه era-interim برای منطقه اسفراین–سبزوار به صورت 53 سلول به ابعاد 0.125×0.125 درجه در دسترس است. در گام اول با استفاده از رابط وب، کدهایpython  و همچنینecmwf webapi، داده های اقلیمی روزانه برای دوره آماری 1979 تا 2016 دریافت و برای هر یک از سلول ها استخراج شد. داده های netcdf دریافت شده با استفاده از نرم افزار arcgis برای 53 سلول به فرمت پایگاه داده خروجی گرفته شد و مورد طبقه بندی قرار گرفت. سپس تطابق داده های era-interim با داده های دوازده ایستگاه هواشناسی در دوره 2016-2007 مورد بررسی قرار گرفت. اُریبی ماهانه به دست آمده به طور ماهانه به سال های فاقد آمار دیدبانی و سلول های فاقد ایستگاه هواشناسی اعمال شد و در نهایت با تصحیح اُریبی، داده های تلفیقی بارش برای 53 سلول استخراج شد. استمرار خشکسالی نیز با استفاده از نرم افزار r و شاخص spi برای دوره مورد مطالعه محاسبه شد. پس از تهیه نقشه های پایه بارش، خشکی و خشکسالی برای سه دوره مورد مطالعه، با استفاده از ابزار مدل سازی gis نقشه خطر بیابانزایی بر اساس مدل esas به دست آمد.یافته ها: نتایج نشان داد که استفاده از داده های تلفیقی (بازتحلیل و ایستگاهی) توانسته ضریب nse را به 1 افزایش، bias را از 0.39 به 0.24 و rmse را از 6.69 به 0.32 کاهش دهد. در دوره 36 ساله مورد مطالعه بارش به طور میانگین برای کل منطقه بیش از 10 میلی متر کاهش و دما نزدیک به دو درجه افزایش یافته است که اثرات این تغییر بر خطر بیابانزایی ارزیابی شد. به طوری که در دوره دوم کلاس f2 جای خود را به کلاس c1 و در دوره سوم کلاس c1 جای خود را به کلاس c3 داده است. بحث و نتیجه گیری: در نتیجه می توان گفت تغییرات اقلیمی در سه دوره باعث افزایش خطر بیابانزایی منطقه اسفراین - سبزوار شده است

Assessment of the historical impact of climate change on the desertification hazard in the Esfarayen-Sabzevar Region (study period: 1979-2016)

Background and objectives: Among the 37 important challenges of the world, climate change, desertification, and lack of fresh water are three main challenges against the human in the 21th century. In this research, the ESAs model was used to assess the impact of climate change on the desertification hazard in the EsfarayenSabzevar region in three periods of 19811992, 19932004, and 20052016.Material and Methodology: Due to the inappropriate data and distribution of the meteorological stations of the region, reanalyzed data of the ERAInterim and 12 meteorological stations of the region were used. The climate data related to the Esfarayen Sabzevar region are available as 53 cells with the dimensions of 0.125 × 0.125 degrees. At the first step, daily climate data for the period of 19792016 were received using the web interfaces, Python script, and also ECMWF WebAPI and then the data were extracted for each of the cells. ArcGIS software was used to export the received NetCDF data in the data base format (dbf) for 53 cells. Drought consistency for the study period was computed using R software through SPI index. After preparing base maps of precipitation, aridity, and drought for three study periods, desertification hazard was provided using the modeling tool of the ArcGIS software based on the ESAs model.Findings: Results indicated that use of the integrated (reanalyzed and observed) data led to increasing the NSE coefficient to the value of 1 as well as the values of bias and RMSE were decreased respectively from 0.39 to 0.24 and 6.69 to 0.32. In the 36 year study period, precipitation has decreased more than 10 mm in the entire region and the temperature has increased nearly 2 degrees that the impacts of these changes on the desertification hazard were assessed. So that, in the second period, C1 was replaced with F2 class and in the third period, C3 was replaced with C1.Discussion and conclusion: As a result, it can be said that climate change in three periods has led to increasing the desertification hazard in the EsfarayenSabzevar Region.