چشم‌انداز اثرات تغییر اقلیم بر متغیرهای بارش و دمای حوزه آبخیز تودشک

مقدمه: یکی از تهدیدهای مهم و اصلی محیط زیستی، اقتصادی و اجتماعی برای جهان، تغییرات اقلیمی است. بدون انجام اقدامات لازم در جهت کاهش انتشار گازهای گلخانه ای، تغییر اقلیم در سرتاسر زمین در حال وقوع بوده و در سالیان اخیر اثرات فاجعه باری را در بسیاری از کشورها از خود به جای گذاشته است. افزایش گازهای گلخانه‌ای در جو در اثر گسترش صنعت و افزایش مصرف سوخت‌های فسیلی و تغییرکاربری اراضی در چند دهه گذشته موجب به هم خوردن ایستایی روند متغیرهای اقلیمی به خصوص دمای کره زمین شده است. تبعات منفی این پدیده برای بشر تا آنجا می تواند مخرب باشد که در بین ده عامل تهدید آمیز برای بشر در قرن بیست و یکم، پدیده تغییر اقلیم مقام اول را به خود اختصاص داده است. هدف این پژوهش پیش نگری تغییرات فرین های حدی دمایی و بارش با استفاده از کاربست مدل statistical downscaling model برای ریزمقیاس نمایی خروجی های مدل mpi-esm1-2-hr از مدل های gcm از گزارش cmip6 تحت سه سناریو ssp1-2.6، ssp2-4.5 و ssp5-8.5 جهت سه دوره آینده نزدیک، آینده متوسط و آینده دور نسبت به دوره زمانی پایه در حوزه آبخیز تودشک اصفهان می باشد.مواد و روش‌ها: در این پژوهش به منظور ارزیابی عملکرد خروجی های مدل گردش عمومی mpi-esm1-2-hr  در ریزمقیاس نمایی پارامترهای بارش، دمای بیشینه و دمای کمینه با بهره گیری از مدل آماری sdsm، از داده های روزانه ایستگاه سینوپتیک نایین استان اصفهان در بازه زمانی سال های 1989 تا 2014 به عنوان دوره پایه استفاده شد. در این مدل، از داده های سال 1989 تا 2006 به عنوان بخش واسنجی مدل و از داده های سال 2007 تا 2014 به عنوان قسمت اعتبارسجی مدل استفاده شد. در ابتدا با استفاده از آزمون رگرسیون خطی در نرم افزار spss از بین 26 متغیر داده های تاریخی ecmwf، متغیرهایی که بالاترین میزان همبستگی با متغیرهای وابسته را داشتند، به عنوان متغیر مستقل استخراج گردید. همچنین به منظور ارزیابی عملکرد این مدل از شاخص های برازش نکویی ضریب همبستگی، مجذور میانگین مربعات خطا، نش ساتکلیف، کلینگ گوپتا و دیاگرام تیلور استفاده شد. نتایج و بحث: نتایج شاخص های برازش نکویی r، rmse، nse و kge در بخش واسنجی و اعتبارسنجی خروجی های مدل mpi-esm1-2-hr  با مدل ریزمقیاس نمایی sdsm در برآورد متغیرهای بارش، دمای بیشینه و دمای کمینه ایستگاه همدیدی نایین به ترتیب 0.97، 0.42، 0.96 و 0.87 بوده که حاکی از کارایی و دقت نسبتا ً بالای مدل در شبیه سازی متغیرهای اقلیمی می باشد. نتایج تحقیق نشان داد خروجی مدل mpi-esm1-2-hr و مدل آماری sdsm به ترتیب از کارایی بالا و متوسط جهت ریزمقیاس سازی پارامتر بیشینه  و کمینه دما و متغیر بارش در ایستگاه سینوپتیک نایین برخوردار بوده و انطباق زیاد و متوسط بین مقادیر سناریوسازی و مشاهداتی پارامتر بیشینه  و کمینه دما و متغیر بارش تحت سناریوهای ssp1-2.6 و ssp2-4.5 و ssp5-8.5 در دوره های زمانی 2042-2015، 2070-2043 و2100-2071 برخوردار است. همچنین نتایج نشان داد به طور کلی در مدلmpi-esm1-2-hr  مقادیر میانگین بارش ماهیانه به ترتیب در دوره های زمانی2042-2015، 2070-2043 و 2100-2071 به میزان 0.21، 0.22 و 0.24 میلی متر کاهش و مقادیر میانگین دمای بیشینه به ترتیب 1.49، 1.5 و 1.52 درجه سانتی گراد و مقادیر میانگین دمای کمینه به ترتیب 0.51، 0.53 و 0.54 درجه سانتی گراد تحت سناریوهای ssp1-2.6، ssp2-4.5 وssp5-8.5  نسبت به دوره مشاهداتی افزایش خواهد یافت.نتیجه‌گیری: از آنجایی که شرایط کنونی جهان حاکی از گسترش تغییرات اقلیمی در همه کشورها و در همه قاره ها بوده و دستاوردهای توسعه پایدار را به خطر می اندازد، جامعه بین المللی نیازمند حرکت به سمت فناوری های سازگار با محیط زیست، استفاده از انرژی های پاک و غیرفسیلی و اجرای ضوابط بین المللی مبنی بر رعایت اصول زیست محیطی در راستای توسعه پایدار از جمله کاهش گازهای گلخانه ای می باشد. لذا معقول به نظر می رسد که از میان سناریوهای مورد ارزیابی در این پژوهش، سناریوی متوسط ssp2-4.5 به عنوان ملاک تصمیم گیری برای برنامه ریزی در جهت پیشنهاد راهکار جهت مقابله و سازگاری با تغییرات اقلیمی در دستور کار سیاست گذاران و برنامه ریزان کشور قرار گیرد.

the perspective of the effects of climate change on precipitation and temperature variables of todeshk watershed

introduction:climate change is considered one of the main and important threats to the environmental, economic and social. climate change has been occurring all over the world without taking necessary measures to reduce greenhouse gas emissions and in recent years has left disastrous effects in many countries. the increase in greenhouse gases in the atmosphere due to the development of industry and increased use of fossil fuels and changes in land use in the last few decades has caused a constant eating of climate variables especially global warming. the negative consequences of this phenomenon for mankind can be destructive to the extent that among the ten threatening factors for mankind in the 21st century, the climate change phenomenon has taken the first place.this study aims to investigate the extreme temperature and precipitation changes using the statistical downscaling model to downscale the output of the mpi-esm1-2-hr model from the gcm report under three scenarios ssp1-2.6, ssp2-4.5 and ssp5-8.5 for the next three periods of the near future, the average future and the far future in the todeshk watershed in isfahan.                                    materials and methods: in this study, to evaluate the performance of the general circulation model of mpi-esm1-2-hr in the downscaling of maximum and minimum temperature parameters and precipitation of the naein synoptic station in isfahan province during 1989-2014 were used as the base period. in this model, data from 1989 to 2006 were used as the calibration and data of 2007 to 2014 were used as model validation. first, using linear regression test in spss software, among 26 variables of ecmwf historical data, variables that had the highest correlation with dependent variables were extracted as independent variables. also in order to evaluate the performance of the model, goodness of fit correlation coefficient, root mean square error, nash-sutcliffe, kling gupta efficiency and taylor diagrams were used.results and discussion: the results of the goodness of fit coefficient r, rmse, nse and kge in the calibration and validation of the mpi-esm1-2-hr model with the sdsm downscaling model to estimate the precipitation variables, maximum temperature and the minimum temperature of the naein synoptic station were 0.97, 0.42, 0.96 and 0.87 respectively, which implies the high performance and accuracy of the model in modeling of climatic variables. the results showed that the output of the mpi-esm1-2-hr model and the sdsm statistical model have high and medium performance for downscaling of maximum and minimum temperature and precipitation variable in the naein synoptic station, respectively, and the high and average conformity between the scenario of the maximum and minimum values of the maximum and minimum temperature and the precipitation variable under scenarios ssp1-2.6 and ssp2-4.5 and ssp5-8.5 for the time periods 2015-2042, 2043-2070 and 2071-2100. the results also showed that in the mpi-esm1-2-hr model, the average monthly precipitation amounts in the time periods 2015-2042, 2043-2070 and 2071-2100 have been reduced to 0.21, 0.22 and 0.24 mm, respectively, and the average maximum temperature values were 1.49, 1.5 and 1.52 oc and the mean temperature of minimum temperature will increase 0.51, 0.53 and 0.54 oc under scenarios ssp1-2.6, ssp2-4.5 and ssp5-8.5 respectively.conclusion: since the current conditions of the world show the spread of climate change in all countries and in all continents and risks of sustainable development, international community needs to move toward environmentally compatible environments, use of clean and non-renewable energy and implementation of international standards for sustainable development including reduction of greenhouse gases. therefore, it seems reasonable that among the scenarios evaluated in this research, the average scenario ssp2-4.5 is considered as a decision criterion for planning in order to propose a solution to deal with climate change in policy agenda of policy makers and planners.