چشم‌انداز اثرات تغییر اقلیم بر خشکسالی بر اساس گزارش پنجم ipcc (مطالعه موردی شهر ایلام)

زمینه و هدف: فرایند تغییر اقلیم به ویژه تغییرات دما و بارش و تاثیر آن ها بر پدیده خشکسالی یکی از مهم ترین مسائل مطرح در قلمرو علوم محیطی است. مطالعه تغییرات اقلیمی و تاثیر آن برشدت و تواتر خشکسالی های دهه های آتی می تواند به برنامه ریزی جهت استفاده صحیح منابع آب و سازگاری با آثار مخرب پدیده خشکسالی کمک شایانی نماید. هدف از این مطالعه، بررسی اثرات تغییر اقلیم بر خشکسالی هواشناسی است. بدین منظور در پژوهش حاضر بر اساس روش کار ریزمقیاس گردانی sdsm بارش و دما طی دوره زمانی 2020-2100 با مدل بزرگ مقیاس canesm2، پیش بینی و اثرات تغییر اقلیم بر خشکسالی هواشناسی استان ایلام با استفاده از دو شاخص spi و rdi موردبررسی قرار گرفت.روش پژوهش: در این مطالعه، ابتدا داده های اقلیمی موردنیاز از طریق یکی از سایت های تولید داده گزارش پنجم به دست می آید. از 21 مدل cmip5 جهت پیش بینی پارامترهای بارندگی و دمای متوسط در دوره آتی استفاده شده است. برای بررسی میزان عدم قطعیت ناشی از به کارگیری مدل های موردبررسی از روش وزن دهی میانگین های مشاهداتی استفاده شد. در ادامه با استفاده از مدل ریزمقیاس گردانی sdsm داده های هواشناسی تحت سه سناریوی rcp 4.5، rcp2.6 و rcp8.5 مدل جفت شده ی جوی- اقیانوسی canesm2 تولید می شود. داده های تاریخی مدل از سال 1993 تا سال 2005 با به کارگیری داده های باز تحلیل ncep برای واسنجی و طراحی روابط ریزمقیاس گردانی مورداستفاده قرار می گیرند و داده های سال 2006 تا 2100 نیز برای برآورد چشم انداز تغییرات اقلیمی دهه های آتی مورداستفاده قرار می گیرند. سری های زمانی spi و rdi در سه مقیاس 3، 6 و 12 ماهه برای دوره تاریخی و آینده محاسبه شدند. مشخصه های شدت، مدت و فراوانی خشکسالی طبق تئوری ران با انتخاب سطح آستانه برای سری های زمانی spi و rdi در مقیاس 3، 6 و 12 ماهه به دست آمد.یافته ها: بر طبق نتایج حاصل از بررسی عدم قطعیت مدل canesm2 نسبت به سایر مدل ها بیشترین وزن را برای هردو متغیر دما و بارش به خود اختصاص داد. آنالیز وجود روند در داده های بارش و دما با آزمون نا پارامتری من - کندال نشان داد که دما در سناریو rcp8.5 دارای روند معنادار و مثبت (افزایشی) در سطح معناداری 0.01 است و بارش دارای روند کاهشی است. نتایج پایش خشکسالی نشان داد در دو شاخص spi و rdi با افزایش مقیاس زمانی فراوانی دوره های خشک کاهش می یابد که این کاهش با افزایش شدت و مدت خشکسالی توام است. شاخص rdi به دلیل در نظر گرفتن دمای متوسط در محاسبه دوره های خشک، مشخصه های خشکسالی را نسبت به spi بالاتر نشان می دهد. بزرگ ترین خشکسالی در دوره تاریخی طبق شاخص spi در مقیاس 12 ماهه دارای شدت 38.22-و مدت 26 ماه می باشد. بزرگ ترین خشکسالی در شاخص rdi در مقیاس 12 ماهه دارای شدت 39.14- و مدت 26 ماه می باشد. منطقه مطالعاتی خشکسالی های شدیدتر و طولانی تری را در آینده طبق هر سه سناریو مدل گردش عمومی جو نسبت به دوره تاریخی تجربه خواهد کرد، به طوری که شدت خشکسالی های تولیدشده توسط سناریوهای rcp4.5 rcp2.6 و rcp8.5 بر اساس spi 12 ماهه به ترتیب 11، 52 و 65 درصد می باشد.نتایج: نتایج بررسی مدل sdsm و شاخص های خشکسالی spi و rdi نشان داد که در شرایط اقلیمی آینده برای دوره زمانی 2020-2100 افزایش دما و کاهش بارندگی متحمل است. به طوری که دما 3.798 درجه سانتی گراد افزایش و بارش 6.8 درصد کاهش می باید. همچنین نتایج نشان داد منطقه مطالعاتی در آینده خشکسالی های شدیدتر و طولانی تری را نسبت به دوره تاریخی تحت هر سه سناریوهای rcp2.6، rcp4.5 و rcp8.5 تجربه می کند. با افزایش مقیاس زمانی spi شدت و مدت خشکسالی افزایش می یابد. شاخص rdi از مشابهت رفتاری بالایی با spi برخوردار بوده، اما شاخص rdi حساس به تغییرات محیطی است و نتایج بهتری را ارائه می دهد.

outlook for the effects of climate change on drought according to the fifth ipcc report (case study: ilam)

background and aim: the process of climate change, especially the change in temperature and precipitation, and its effect on the drought phenomenon constitute the most important topic of discussion in environmental sciences. studying climate change and its effect on the severity and frequency of droughts in the coming decades can considerably contribute to the planning for the proper use of water resources and adapting to the destructive effects of droughts. to this end, based on the sdsm microscale method, precipitation and temperature during the 2020-2100 period were predicted in the present study using the large-scale canesm2 model, and the effects of climate change on the meteorological drought in ilam province were studied using the spi and rdi indices.method: in this study, the required climatic data are obtained through one of the data reporting sites of the ipcc ar5. twenty one cmip5 models have been used to predict precipitation and temperature parameters in the future. the weighting method of observational means was used to investigate the uncertainty caused by using the studied models. then, using the sdsm model, meteorological data are generated under three scenarios: rcp 2.6, rcp4.5 and rcp8.5 of the canesm2 model. model historical data from 1993 to 2005 will be used to analyze the sdsm model using ncep re-analysis data, and data from 2006 to 2100 will be used to estimate future climate change. the spi and rdi time series were calculated in three scales of 3, 6 and 12 months for the historical and future period. the intensity, duration and frequency of the drought, according to the run theory for the spi and rdi on scale 3, 6 and 12 months.results: according to the results of the uncertainty analysis, the canesm2 model had the highest weight compared to other models for both temperature and precipitation variables. analysis of trend in precipitation and temperature data by non - parametric mann - kendall test showed that temperature in scenario rcp8.5 has a significant positive trend ( increasing ) at 0.01 and precipitation has decreasing trend. the results of drought monitoring showed that in both spi and rdi indices, the frequency of dry period rsquo;s decreases with increasing time scale, which is accompanied by an increase in the severity and duration of drought. the rdi index shows higher drought characteristics than spi due to considering the average temperature in calculating dry periods. the greatest drought in the historical period according to the spi index on a 12-month scale has an intensity of 38.22 and a duration of 26 months. rdi index on a 12-month scale has an intensity of 39.14 and a duration of 26 months.the study area will experience more severe and longer droughts in the future according to all three scenarios than in the historical period. the severity of droughts produced by rcp4.5 rcp2.6 and rcp8.5 scenarios based on 12-month spi is 11%, 52% and 65%.conclusion: the results of the analysis with the sdsm model and the spi and rdi drought indices indicated that in the future climatic conditions in the 2020-2100 period, an increase in temperature and a decrease in precipitation are probable. to wit, temperature rises by 3.798 c and precipitation decreases by 6.8%. the results also revealed that the study area will experience more severe and longer droughts in the future than in the historical period under all three rcp2.6, rcp4.5 and rcp8.5 scenarios. as the time scale of the drought index increases, the severity and duration of the drought increases. the rdi index has a high behavioral similarity to the spi, but the rdi index is sensitive to environmental changes and provides better results.