بررسی تاثیر تغییرات اقلیمی بر شاخص خشکی تحت سناریوهای گزارش ششم تغییر اقلیم در ایران: با نگاهی بر وضعیت صنایع

زمینه و هدف: با توجه به اینکه گرمایش جهانی و تغییر اقلیم و پیامدهای ناشی از تغییر اقلیم در حال حاضر یکی از مهم‌ترین چالش‌های محیط‌زیستی می‌باشد. از سوی دیگر، ایران به عنوان کشوری با اقلیم نیمه‌خشک و خشک، همواره با مشکلات مرتبط با کمبود آب و خشکسالی مواجه بوده است. تغییرات اقلیمی می‌تواند سبب تشدید این مشکلات و همراه با اثرات مخربی بر محیط‌زیست، اقتصاد و جوامع انسانی باشد. بنابراین شناخت دقیق تاثیرات اقلیمی بر خشکی می‌تواند به کاهش آسیب‌پذیری جامعه، افزایش تاب‌آوری در برابر تغییرات اقلیمی و حفظ منابع طبیعی کشور مفید واقع شود. در همین راستا، این مطالعه با هدف بررسی تغییرات اقلیمی بر شاخص خشکی در مقیاس‌های فصلی و سالانه تحت سناریوهای اقلیمی جدیدترین گزارش اقلیمی (cmip6) به انجام رسیده است. این پژوهش، با پیش‌نگری‌ بلندمدت از شرایط خشکی، سعی دارد تا دیدگاه جامعی از تعداد صنایع در معرض شدت‌های مختلف از خشکی اقلیمی در سراسر ایران و تحت سناریوهای اقلیمی ssp ارائه دهد.روش پژوهش: لازم بذکر است که در تحقیق حاضر از داده‌های 31 ایستگاه سینوپتیک واقع در سراسر کشور استفاده شده است. داده‌های بارش و دما طی دوره آماری 1997 تا 2014 به عنوان داده‌های مشاهداتی و داده‌های اقلیمی ریزمقیاس شده توسط nex-gddp مبنای مطالعه برای پیش‌نگری‌ها طی سه دوره آتی 2049-2025، 2074-2050 و 2099-2075 می‌باشند. این داده‌ها تحت سناریوهای ssp2-4.5 و ssp5-8.5 مورد بررسی قرار گرفته‌اند. مدل‌های اقلیمی استفاده شده شامل: cnrm-cm6-1، canesm5، gfdl-esm4، hadgem3-gc31-ll و miroc6 می‌باشند. پایش تغییرات شاخص خشکی با استفاده شاخص خشکی دومارتن صورت گرفته‌ است. به منظور بهینه‌سازی ضرایب مدل‌های اقلیمی و ادغام آن‌ها، از الگوریتم evolutionary استفاده شده است. شاخص‌های آماری rmse، mae و mbe برای ارزیابی عملکرد خروجی اقلیمی نسبت به مقادیر مشاهداتی در دوره پایه مبنا بوده است.یافته‌ها: طبقه‌بندی اقلیمی ایستگاه‌های مورد مطالعه بر مبنای شاخص خشکی دومارتن برای دوره 1997 تا 2014 نشان می‌دهد که که 39 درصد از ایستگاه‌ها در اقلیم نیمه‌خشک و 23 درصد در اقلیم خشک قرار دارند. براساس نتایج، ایستگاه‌های سیستان و بلوچستان، یزد، خوزستان و هرمزگان در اقلیم خیلی‌خشک قرار دارند. دقت خروجی اقلیمی در تخمین بارش و دما با استفاده از شاخص‌های آماری نشان داد که در تخمین بارش و دما به‌ترتیب در 81 و 90 درصد از ایستگاه‌ها خطای اریبی قابل‌توجه نمی‌باشد. بررسی تغییرات شاخص خشکی دومارتن در سه دوره آتی نسبت به دوره پایه در ایستگاه‌های اصفهان، قم، سمنان، کرمان، هرمزگان، مازندران، گلستان، ایلام، چهارمحال و بختیاری، فارس، تهران، نیز حاکی از کاهش شاخص خشکی و تغییر اقلیم به سمت خشک‌تر می‌باشد. بررسی پراکندگی کارگاه‌های صنعتی در سطح کشور و میزان آب مصرفی توسط این صنایع نشان داد که استان‌های اصفهان، فارس، تهران، البرز، آذربایجان شرقی و خراسان رضوی بیش از 1250 کارگاه صنعتی دارند. مصرف آب صنایع در استان‌های آذربایجان شرقی، تهران، اصفهان، خوزستان، بوشهر و خراسان رضوی بیش از 62217790 مترمکعب است.نتایج: نتایج حاکی از آن است براساس داده‌های مشاهداتی در دوره پایه بخش قابل‌توجهی از کشور در طبقه‌های اقلیمی نیمه‌خشک تا خیلی‌خشک واقع شده‌اند. باتوجه به عملکرد داده‌های اقلیمی در دوره پایه می‌توان چنین عنوان نمود که داده‌های بارش و دما مربوط به گزارش ششم تغییر اقلیم منبع ارزشمندی برای پایش شرایط خشکی در دهه‌های آتی و تحت سناریوهای اقلیمی به‌شمار می‌روند. براساس نتایج میزان کاهش در مقدار شاخص خشکی در سه دوره آتی نسبت به دوره پایه، در فصل‌های تابستان و پاییز بیش از بهار و زمستان می‌باشد. به‌طورکلی نتایج نشان داد که با کاهش مقدار شاخص خشکی دومارتن تحت هر دو سناریوی اقلیمی ssp2-4.5 و ssp5-8.5، شرایط اقلیمی در تعداد زیادی از استان‌های کشور به نیمه‌خشک، خشک و خیلی خشک تغییر یافته است. با توجه به واقع شدن تعداد زیادی از کارگاه‌های صنعتی در استان‌ها ضروری است تا برای مدیریت منابع آب در این مناطق برنامه‌ریزی و اقدام شود. نتایج تحقیق حاضر می‌تواند در راستای مدیریت پایدار منابع آبی تحت تاثیر تغییرات اقلیمی مفید واقع شود.

investigating the impact of climate change on the aridity index under the scenarios of the cmip6 in iran: looking at industries

background and aim: due to the global warming and climate changeand its outcomes are among the most significant environmental challenges today. iran, as a country with a semi-arid and arid climate, has always faced issues such as water scarcity and drought, climate change can exacerbate these problems and have destructive effects on the environment, economy, and human societies. thus, a precise understanding of the impacts of climate on the land is crucial for reducing societal vulnerability, enhancing resilience against climate changes, and preserving the country's natural resources. in this context, this study aims to examine the effects of climate change on the aridity index on seasonal and annual scales under the climate scenarios of the latest climate report (cmip6). this study aims to offer a comprehensive outlook on the number of industries likely to be affected by varying intensities of climatic drought across iran by providing long-term drought forecasts under the ssp climate scenarios.method: in this study, data from 31 synoptic stations distributed across the country were utilized. precipitation and temperature data from the statistical period 1997 to 2014 served as observational data, while high-resolution climate data from nex-gddp provided the basis for projections for the three future periods of 2025-2049, 2050-2074, and 2075-2099. these data were analyzed under the ssp2-4.5 and ssp5-8.5 scenarios. the climate models used in this research included cnrm-cm6-1, canesm5, gfdl-esm4, hadgem3-gc31-ll, and miroc6. the monitoring of changes in the aridity index was performed using the de martonne aridity index. an evolutionary algorithm was employed to optimize the coefficients of the climate models and their integration. the statistical indices rmse, mae, and mbe were used to evaluate the performance of the climate outputs compared to the observed values in the base period.results: the climatic classification of the studied stations, based on the de martonne aridity index for the period from 1997 to 2014, indicates that 39% of the stations are situated in semi-arid climates, while 23% are in dry climates. the findings reveal that the stations in sistan and baluchistan, yazd, khuzestan, and hormozgan are classified as very dry climates. the evaluation of the climatic output accuracy, using statistical indices, demonstrated that there is no significant bias in precipitation and temperature estimations for 81% and 90% of the stations, respectively. an analysis of changes in the de martonne aridity index for the upcoming three periods, relative to the base period, shows a trend toward increased dryness in the stations of isfahan, qom, semnan, kerman, hormozgan, mazandaran, golestan, ilam, chaharmahal and bakhtiari, fars, and tehran. furthermore, a review of the distribution of industrial facilities and their water consumption reveals that provinces such as isfahan, fars, tehran, alborz, east azarbaijan, and razavi khorasan each host over 1,250 industrial workshops. the industrial water usage in east azarbaijan, tehran, isfahan, khuzestan, bushehr, and razavi khorasan exceeds 62,217,790 m3.conclusion: the results indicate that, based on observational data from the base period, a significant portion of the country falls within semi-arid to very arid climate classes. the base period’s results suggest that precipitation and temperature data from the sixth climate change report are valuable resources for monitoring future drought conditions under various climate scenarios. the findings reveal that the decrease in the dmi is more pronounced during the summer and autumn seasons compared to spring and winter. overall, the results demonstrate that, under both ssp2-4.5 and ssp5-8.5 scenarios, many provinces in the country will experience a shift towards semi-arid, dry, and very dry climate conditions. given the concentration of industrial workshops in these provinces, it is imperative to develop and implement strategies for water resource management in these areas. the outcomes of this research can significantly contribute to the sustainable management of water resources in the face of climate change.