ارزيابي شبيه‌سازي مؤلفه‌هاي بيلان آب سطحي توسط مدل اقليمي منطقه‌اي RegCM4 (مطالعه موردي: حوضه‌ي تويسركان، استان همدان)

سابقه و هدف: مدل سازي اقليم منطقه‌اي براي ريزمقياس نمايي به داده‎هاي شرايط مرزي از يك مدل گردش كلي نيازمند است. مدل سازي اقليمي منطقه‌اي نيز در واقع يك روش زير مقياس نمايي ديناميكي است. هدف از اين پژوهش بررسي عملكرد طرحواره‌ي سطح CLM4.5 جفت شده در مدل اقليمي منطقه‌اي RegCM4 در برآورد مؤلفه‌هاي بودجه‌ي انرژي و آبي با استفاده از سناريوي جديد RCP (RCP4.5) در محدوده‌ي دشت تويسركان است. بدين منظور مدل اقليمي منطقه‌اي RegCM4 جفت ‌شده با طرحواره‌ي سطح CLM4.5 با استفاده از خروجي‌هاي مدل گردش كلي HadGEM2 در محدوده‌ي دشت تويسركان براي دو دوره‌ي پايه (1999-2005) و چشم انداز (2015-2025) اجرا مي‌شود. سپس عملكرد مدل در دوره‌ي پايه ارزيابي شده و مؤلفه‌هاي بيلان آب و توازن آب سطحي در دوره‌ي چشم انداز، با توجه به اهميت منابع آب در منطقه‌ي مورد مطالعه، بررسي مي‌شوند. مواد و روش‌ها: در دوره‌ي پايه بارندگي، دما و رواناب شبيه‌سازي شده توسط مدل با مقادير اندازه‌گيري شده در ايستگاه‌هاي موجود در منطقه در مقياس زماني روزانه مقايسه شدند. هم‌چنين عملكرد مدل توسط شاخص‌هاي ضريب ‌كارايي ‌مدل، ضريب‌ همبستگي، اريبي، ميانگين ‌قدر مطلق ‌خطا و مجذور ميانگين‌ مربعات ‌خطا بررسي شد. بارندگي شبيه سازي شده با مشاهدات 6 ايستگاه موجود در منطقه مقايسه شد، همچنين دماي اندازه گيري شده در ايستگاه سينوپتيك همدان فرودگاه به منظور ارزيابي دما مورد استفاده قرار گرفت. براي صحت سنجي رواناب نيز تنها ايستگاه آب‌سنجي موجود در خروجي حوضه مورد بررسي قرار گرفت. پيش‌بيني‌ها با استفاده از سناريوي RCP4.5 از گزارش پنجم هيأت بين الدول تغيير اقليم انجام گرفتند. در دوره‌ي چشم انداز تغييرات زماني و مكاني مؤلفه‌هاي بيلان آب سطحي شامل بارندگي، تبخيرتعرق و رواناب بررسي شدند و سپس معادله‌ي توازن آب سطحي در حوضه مورد ارزيابي قرار گرفت. يافته‌ها: نتايج ارزيابي عملكرد مدل در دوره‌ي پايه نشان مي‌دهد كه مدل داراي بهترين عملكرد در برآورد بارندگي (براي 5 ايستگاه نخست) و دما به دليل ضرايب كارايي مناسب و خطاهاي كوچك است. در رابطه با رواناب، ضريب كارايي مثبت اما به نسبت كوچك است، ضريب همبستگي نيز داراي مقدار قابل قبولي است كه نشان از عملكرد نسبتاً مناسب مدل در برآورد رواناب دارد. در نخستين سال دوره‌ي چشم انداز (2015) بيشترين مقادير بارندگي در بخش‌هاي شرقي و مركزي (نواحي مرتفع) و كمترين مقادير در جنوب غرب دشت اتفاق مي‌افتد. پيش‌بيني بارندگي در 10 سال آينده (2016-2025) نشان از كاهش بارندگي در بيشتر بخش‌ها، به جز بخش كوچكي در شرق و جنوب، دارد كه بيشترين مقادير كاهش (حدود 12%)، در شمال شرق و مركز دشت است. از آنجا كه بارندگي تعيين كننده‌ي ميزان رطوبت در دسترس است بالتبع توزيع مكاني و تغييرات تبخيرتعرق، مشابه بارندگي است. بيشترين مقادير رواناب در شرق و شمال شرق (بخش مرتفع) دشت اتفاق افتاده و در دوره‌ي 10 ساله‌ي 2016-2025 يك افزايش 30 تا 50 درصدي در بخش شرقي و يك كاهش 10 تا 20 درصدي در بخش مركزي اتفاق خواهد افتاد. ارزيابي بيلان آب سالانه نشان مي‌دهد كه در 7 سال توازن آبي برقرار بوده اما در 3 سال باقي‌مانده (2017، 2023 و 2024) اختلاف‌ها ميان طرفين معادله‌ي بيلان آب محسوس هستند. نتيجه گيري: با توجه به مساحت كوچك حوضه و دوره‌ي زماني كوتاه چشم انداز كه در آن آثار تغيير اقليم قابل تشخيص نيست حصول مقدار متوسط 1.3 ميلي‌متر اختلاف در معادله‌ي بيلان براي اين دوره‌ي 10 ساله مي‌تواند حاكي از عملكرد مطلوب مدل در برقراري توازن آبي حوضه باشد. به ‌طور كلي مي‌توان نتيجه گرفت علي‌رغم بهبود توازن آب، عملكرد طرحواره‌ي سطح هنوز در پارامتره‌سازي بودجه‌ي آبي، به‌ ويژه رواناب مطلوب نيست، در حالي‌كه در برآورد بودجه‌ي انرژي، با توجه به برآورد خوب در شبيه‌سازي ميانگين دما، عملكرد مناسبي دارد.