تحلیل روند و پیش‌نگری خشکسالی در دشت مغان با بهره‌گیری از شاخص‎ SPI ‎و مدل‌های اقلیمی ‎ CMIP6‎‎‏

فروتن, مهدی; صلاحی, برومند; زینالی, بتول; مسگری, ابراهیم

doi:10.22098/mmws.2025.17356.1594

تحلیل روند و پیش‌نگری خشکسالی در دشت مغان با بهره‌گیری از شاخص‎ SPI ‎و مدل‌های اقلیمی ‎ CMIP6‎‎‏

مقالات آماده انتشار

نوع مقاله : کاربردی

نویسندگان

¹ دانشجوی دکتری آب و هواشناسی، گروه جغرافیای طبیعی، دانشکده علوم اجتماعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران.

² استاد آب و هواشناسی، گروه جغرافیای طبیعی، دانشکده علوم اجتماعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران.

³ دکتری اقلیم شناسی، دانشکده جغرافیا و برنامه ریزی محیطی، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان، ایران.

10.22098/mmws.2025.17356.1594

چکیده

خشکسالی به‌عنوان یکی از چالش‌های مهم اقلیمی، تأثیرات گسترده‌ای بر منابع آب و کشاورزی دارد. هدف این پژوهش، پیش‌نگری وضعیت خشکسالی هواشناسی دشت مغان بر پایه تحلیل بارش در بازه‌ی ۲۰۵۰–۲۰۲۵ با استفاده از شاخص SPI و مدل‌های اقلیمی نسل ششم (CMIP6)، طبق دو سناریوی اقلیمی متوسط SSP2-4.5 و بدبینانه SSP5-8.5 است. در این مطالعه، داده‌‏‌های بارش مشاهده‌ای از ۱۵ ایستگاه هواشناسی منطقه جمع‌آوری شد. سپس، ۱۰ مدل از مدل‌های اقلیمی نسل ششم (CMIP6) انتخاب گردید. با توجه به بزرگ‌مقیاس بودن خروجی مدل‌ها، فرآیند ریز‌مقیاس‌نمایی آماری و تصحیح اریبی با استفاده از ابزار CMhyd انجام شد. این فرآیند با بهره‌گیری از چهار روش مختلف تصحیح بایاس شامل مقیاس‌بندی خطی، مقیاس‌بندی شدت محلی بارش، تبدیل توانی و نگاشت توزیع، داده‌ها را به مقیاس ایستگاهی تبدیل و خطاهای سیستماتیک مدل‌ها را کاهش داد. کارایی مدل‌ها با معیارهای ارزیابی ‏R2‎، ‏MSE، ‏RMSE‏ و ‏MAE‏ ارزیابی و از نتایج 5 مدل برتر (‏EC-Earth3‎، ‏GFDL-ESM4‎، ‏EC-Earth3-Veg، ‏MIROC6‎، ‏MRI-ESM2-0‎‏) در محاسبه میانگین وزنی همادی این مدل‌ها برای پیش‌نگری بارش ‏دوره آینده استفاده شد و خشکسالی در مقیاس‌های 6 و 12 ماهه بررسی گردید. نتایج نشان داد که روش مقیاس‌بندی خطی بارش ‏کارآمدترین روش برای تصحیح اریبی مدل‌های ‏CMIP6‎‏ بوده و مدل اقلیمی ‏EC-Earth3‎‏ بهترین عملکرد را دارد. در دوره پایه، بیش‌ترین ‏بارش در ایستگاه‌های باران‌سنجی زهرا و بیله‌سوار و کم‌ترین در بران مشاهده شد. تحلیل روند شاخص ‏SPI‏ با آزمون Mann-Kendall‏اصلاح شده نشان داد که تنها ‏ایستگاه بران در مقیاس شش‌ماهه با افزایش معنادار خشکسالی مواجه است. در افق آینده، بر اساس سناریوی ‏SSP2-4.5‎‏ خشکسالی در ‏ایستگاه‌های سینوپتیک گرمی و باران‌سنجی زهرا افزایش می‌یابد و تحت سناریوی ‏SSP5-8.5‎، ایستگاه‌های گرمی و پارس‌آباد با خشکسالی‌های شدیدتر ‏روبه‌رو خواهند شد. در مقیاس 12‌ ماهه، بهبود شاخص ‏SPI‏ در بیش‌تر ایستگاه‌ها مشاهده می‌شود، اگرچه در ‏SSP5-8.5‎‏ کاهش ‏شاخص در ایستگاه‌های متعددی پیش‌بینی شده است. با این حال، طبقه نرمال خشکسالی هم‌چنان در دوره‌های آتی حاکم خواهد بود.‏

کلیدواژه‌ها