اثرات تغییر اقلیم بر افزایش ریسک مخاطرة خشکسالی در تهران با بهره‌گیری از سناریوهای CMIP6

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، گروه آب و هواشناسی، دانشکدة علوم جغرافیایی، دانشگاه خوارزمی، تهران، ایران

2 استاد، گروه آب و هواشناسی، دانشکدة علوم جغرافیایی، دانشگاه خوارزمی، تهران، ایران

چکیده

بررسی رفتار متغیرهای اقلیمی در طول محدودة زمانی، نشان این واقعیت است که اقلیم با تغییراتی مواجه بوده است که با توسعة شهری و نقش انسان در این تغییرات به‌واسطة انتشار گازهای گلخانه‌ای بارزتر می‌شود. بنابراین، هدف پژوهش حاضر بررسی اثرات تغییر اقلیم بر افزایش ریسک مخاطرة خشکسالی در تهران با بهره‌گیری از سناریوهای CMIP6 بوده است. ابتدا داده‌های بارش و دمای روزانة ایستگاه‌های شمیران، مهرآباد و آبعلی در بازة زمانی 2020-1988 از سازمان هواشناسی استان تهران دریافت و سپس کنترل کیفی شد. در ادامه از روش‌های آماری Mann-Kendall، XLSTAT و مدل ریزمقیاس SDSM-DC در دو دورة 2014-1979 و دورة آتی 2059-2024 با مدل CanESM5 طبق بدبینانه‌ترین سناریو SSP5 بازسازی و شبیه‌سازی شد. در مرحلة بعدی برای بررسی دورة سالانة خشکسالی 32 ساله با استفاده از شاخص SPI از نرم‌افزار DIC بهره گرفته شد. یافته‌های روند تغییرات دما و بارش با آزمون Mann-Kendall بارش را با جهش تغییراتی نشان داد و در تمامی ایستگاه‌ها دما روند افزایشی داشت. شبیه‌سازی با مدل CanESM5 در ایستگاه مهرآباد، بیش‌ترین دما به ماه ژوئیه تعلق یافت و بیش‌ترین بارش در ماه مارس خواهد بود. سپس برای بررسی خشکسالی دورة بلندمدت 12 ماهه (یک‌سال) داده‌های بارش نشان داد که در ایستگاه آبعلی و شمیران وضعیت خشکسالی در هر سال در نوسان بوده و طی سال‌های اخیر وضعیت خشکسالی نزدیک به نرمال بوده است. در این میان ایستگاه شمیران طی روند دورة 32 ساله بیش‌ترین دورة خشکسالی خیلی شدید را تجربه کرده است. این در حالی است که ایستگاه مهرآباد تنها طی سال‌های 1993-1989 خشکسالی شدید را تجربه کرده است. در حالی‌که طول دورة خشکسالی در ایستگاه آبعلی و شمیران بیش‌تر بود و هر دو در سال 2014 با خشکسالی خیلی شدید مواجه بوده‎اند. تهران با تغییر اقلیم ناشی از گرمایش جهانی مواجه بوده است و انتظار می‌رود با توجه به دوره‌های خشکسالی که تجربه کرده است، مستعد خشکسالی خیلی شدید باشد. لذا داشتن برنامه‌ریزی در امر مدیریت ریسک اقلیمی در آینده، با توجه به اقلیم جدید تهران را ضروری می‌سازد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


References
Ahmadpari., H, Mohamadi Sedigh, M., Mohamadi, E., & Hassanpour, F. (2018). Investigating the impact of climate change on agricultural sector and strategies to deal with it. Second International Conference on Applied Research in Agricultural Sciences, Natural Resources and the Environment, Jahad Daneshgahi Hamedan. https://civilica.com/doc/784334.
Azizi, H., Nejatian, N., Athari, M., & Hashemi, S. (2021). The effects of climate change on the process of drought in the Varamin plain using the D-Martin index. Nivar, 45(112-113), 67-76. doi:10.30467/nivar.2021.266357.1177. [In Persian]
Babaian, A., Madreyan, R., Khazanehdari, L., Karimian, M., Kozegaran, S., Kohi, M., & Flamarzi Malbusi, S. (2022). Forecasting the country's rainfall using the statistical straw scale of the output of CMIP6 models. An Internal Project of the Climatology Research Institute, Mashhad. http://www.asmerc.ac.ir/climatology/fa/page/51. [In Persian]
Behzadi, F., Javadi, S., Yousefi, H., Moridi, A., Hashemi, M., & Shahabi, S. (2023). Determining the impact of climate change on groundwater drought using the output of CMIP6 models (case study: Shahrekord Plain). Ecohydrology, 9(2), 419-436. doi: 10.22059/ije.2022.342077.1633. [In Persian]
Bonacci, O., Bonacci, D., Roje-Bonacci, T., & Vrsalović, A. (2023). Proposal of a new method for droughtanalysis. Hydrology and Hydromechanics, 71(1), 1-11. doi: 10.2478/johh-2022-0030
Dai, A. (2013). Increasing drought under global warming in observations and models. Nature climate change, 3(1), 52-58. doi.org/10.1038/nclimate1633
Dastorani, M.T., Massah, B.A., Poormohammadi, S., & Rahimian, M.H. (2011). Assessment of potential climate change impacts on drought indicators (Case study: Yazd station, Central Iran). Desert, 16(2), 157-166 https://www.sid.
ir/en/VEWSSID/J_pdf/81020110209.pdf
Doustan., R. (2020). An analysis of drought research in Iran. Journal of Spatial Analysis of Environmental Hazards, 6(4), 53-94. doi: 10.29252/jsaeh.6.4.53. [In Persian]
Farhat, J.C.S., & Vanderford, M. (2012). GSI Mann-Kendall Toolkit. https://www.
gsienv.com/software/data-management-and-stats-tool/gsi-mann-kendall-toolkit/
Golmohammadi, M., & Masah Bowani, A. (2012). Investigating changes in intensity and return period of drought in Qarasu basin in future periods under the influence of climate change. Water and Soil, 25(2). doi: 10.22067/JSW.V0I0.9384. [In Persian]
Guga, S., Ma, Y., Riao, D., Zhi, F., Xu, J., & Zhang, J. (2023). Drought monitoring of sugarcane and dynamic variation characteristics under global warming: A case study of Guangxi, China. Agricultural Water Management275, 108035. doi:10.1016/j.agwat.2022.108035S
Hanafi, A., Khoshakhlaq, F., & Soltani, M. (2013). Analysis of droughts in Tehran province using the SPI index and its prediction based on the Markov chain model. Geography & Environmental Sustainability, 2(2), 87-100. https://ges.razi.ac.ir/article_168.html. [In Persian]
Hassani, M., Niksakhen, M., Ardestani, M., & Mousavi Ghanbesarai, S. (2022). Simulating the effects of climate change on urban runoff based on CMIP6 models (case study: Region 10 of Tehran Municipality). Water and Soil Management and Modeling, 3(2), 269-285. doi: 10.22098/mmws.2022.11849.1176. [In Persian]
He, W., Zhang, L., & Yuan, C. (2022). Future air temperature projection in high-density tropical cities based on global climate change and urbanization–a study in Singapore. Urban Climate42, 101115. doi:10.1016/j.uclim.2022.101115
Hejazizadeh, Z., & Javizadeh, S. (2018). An introduction to drought and its indicators (Volume 1). 3rd Edition: Samt Publications, 376 pages. https://www.gisoom.com/book/11325867/. [In Persian]
Hejazizadeh, Z., Akbari, M., Sasanpour, F., Hosseini, A., & Mohammadi, N. (2023). Investigating the effects of climate change on torrential rains in Tehran province. Water and Soil Management and Modeling,  2(2), 87-105. doi: 10.22098/mmws.2022.9958.1075. [In Persian]
Hosseinzade Kuhi, H., Ardestani, M., & Sarang, A. (2023). Optimizing the design of urban runoff collection channels to reduce vulnerability and increase reliability against climate change. Water and Soil Management and Modeling, 4(1), 85-101 doi:10.22098/mmws.2023.12222.1213. [In Persian]
Javan, Kh. (2022). Investigation of meteorological drought in Urmia station using SPI index under climate change scenarios (RCP). Climate Change Research, 2(5), 81-94. doi: 10.30488/ccr.2020.262302.1033. [In Persian]
Javizadeh, S., & Hejazizadeh, Z. (2019). Analysis of spatial statistics of drought in Iran. Journal of Applied Researches in Geographical Sciences, 19(53), 251-277. doi:10.29252/jgs.19.53.251 [In Persain]
Jehanzaib, M., Sattar, M.N., Lee, J.H., & Kim, T.W. (2020). Investigating effect of climate change on drought propagation from meteorological to hydrological drought using multi-model ensemble projections. Stochastic Environmental Research and Risk Assessment, 34, 7-21. doi.org/10.1007/s00477-019-01760-5
Kobuliev, M. (2023). Projections of future anthropogenic climate change in Switzerland using multi-GCM modeling. Modeling Earth Systems and Environment, 1-10. doi:10.1007/s40808-022-01675-1
Malekinejad, H., Soleimani Motlaq, M., Jayderi, A., & Shater Abshuri, S. (2014). Analysis of changes in rainfall and drought using Mann-Kendall and age tests in Tehran province. Nivar, 37(81-80), 43-54. https://nivar.irimo.ir/
article_13186.html
[In Persian]
Mohammadi, N. (2021). Effects of climate change on torrential rains in Tehran province. Master's Thesis, Kharazmi University of Tehran. [In Persian]
Mousavikhah, S., Shaik, A., & Ahmadpari, H. (2020). Evaluation and monitoring of meteorological drought in Saman city using DIP software. Science and Engineering Elites, 5(3), 199-212. https://elitesjournal.ir/fa
/page.php?rid=498
[In Persian]
Najafi, V., Arbabi Sabzevari, A., & Adibi Saadinejad, F. (2021). Investigation and analysis of different aspects of urban vulnerability caused by drought (case study: Tehran province). Ecohydrology, 8(4), 1045-1059. doi:10.22059/ije.2021.333312.1574. [In Persian]
Ogunrinde, A.T., Oguntunde, P.G., Akinwumiju, A.S., Fasinmirin, J.T., Adawa, I.S., & Ajayi, T.A. (2023). Effects of climate change and drought attributes in Nigeria based on RCP 8.5 climate scenario. Physics and Chemistry of the Earth, Parts A/B/C, 129, 103339. doi:10.1016/j.pce.2022.103339
Pouralkhas, M., Esmaali-Ouri, A., Mostafazadeh, R., Hezbawi, Z., & Sharari, Ma. (2022). Indicators and components for evaluating climate fluctuations and changes. Disaster Prevention and Management Knowledge, 12(1), 98-85. doi: 20.1001.1.23225955.1401.12.1.6.6. [In Persian]
Roshan, G., & Najafi, M. (2012). Investigating the potential effects of climate change on the country's future droughts using the output of atmospheric general circulation models. Arid Regions Geographic Studies, 2(6), 107-87. http://journals.hsu.ac.ir/jarhs/article-1-133-fa.html. [In Persian]
Shamsipour, A. (2018). Investigating the causes of climate change and drought, Geography University of Tehran. yun.ir/ax1we4www.
isna.ir/news/96101608488
[In Persian]
Sheikh Biklo Islam, B. (2021). Evidences and consequences of flood events in Iran from prehistory until now. Water and Soil Management and Modeling, 1(1), 24-40. doi: 10.22098/mmws.2021.1173. [In Persian]
Teimuri Yeganeh, M., & Teimuri Yeganeh, L. (2021). Evaluation of the trend of rainfall and temperature changes and their effects on meteorological drought in Kermanshah province. Journal of Environmental Research and Technology, 10(6), 123-134. https://rimag.
ricest.ac.ir/fa/Article/31945
. [In Persian]
The Sixth Report Of The Working Group Of The Intergovernmental Panel On Climate Change, (2021). https://www.ipcc.ch/report/sixth-assessment-report-%20%20%20%20%20%20%
20working-group-i/
Trenberth, K.E., Dai, A., Van Der Schrier, G., Jones, P.D., Barichivich, J., Briffa, K.R., & Sheffield, J. (2014). Global warming and changes in drought. Nature Climate Change, 4(1), 17-22. doi.org/10.1038/nclimate2067.
Wilby, R.L., Dawson, C.W., & Barrow, E.M. (2002). SDSM-a decision support tool for the assessment of regional climate change impacts. Environmental Modelling & Software, 17(2), 145-157. doi:10.1016/S1364-8152(01)00060-3