استخراج منحني‌هاي شدت-مدت-فراواني (IDF) در شرايط تغيير اقليم، مطالعه موردي:ايستگاه سينوپتيك اصفهان

Extraction of Intensity-Duration-Frequency (IDF) Curves under Climate Change, Case study: Isfahan Synoptic Station

بسياري از سازه هاي هيدروليكي با استفاده از شدت بارش‌هاي طراحي با دوره‌ي بازگشت و زمان تداوم مشخص طراحي مي‌شوند، لذا منحني‌هاي شدت- مدت- فراواني (IDF) نقش اساسي در طراحي ابعاد و اجزاي اين سيستم‌ها دارند. اين منحني ها با استفاده از داده هاي مربوط به رگبارهاي تاريخي ثبت شده در ايستگاه هاي هواشناسي استخراج مي شوند. از طرف ديگر با توجه به پديده‌ي تغيير اقليم كه پيامد رشد روزافزون فعاليت‌هاي انساني است، الگوهاي بارش در مناطق مختلف جهان تغيير كرده و لذا نياز به اصلاح منحني‌هاي شدت- مدت– فراواني در شرايط جديد و پيش يابي براي آينده مي باشد. در اين تحقيق با استفاده از تئوري فركتال كه مبتني بر نوعي نظم در بي نظمي است، اقدام به بررسي تغييرات منحني هاي شدت- مدت- فراواني در ايستگاه سينوپتيك اصفهان شد. منحني‌هاي در سه دوره زماني به‌صورت دوره تاريخي (1967-1993)، دوره اخير (1994-2016) و دوره آينده تحت شرايط تغيير اقليم (2017-2035) استخراج و تغييرات آن‌ها مورد بررسي قرار گرفت. براي شرايط آينده از خروجي وزن دهي شده 15 مدل AOGCMتحت سناريو انتشار A2 مربوط در چهارمين گزارش ارزيابي IPCC استفاده‌ شده است. در دوره اخير و دوره پيش‌بيني به دليل تشديد پديده‌ي تغيير اقليم، هر چند ميانگين بارش ها كاهش يافته ولي شدت بارش‌هاي با تداوم كوتاه افزايش يافته و منحني‌هاي IDF به سمت بالا جابجا گرديدند. اين ميزان افزايش به بيش از حدود 52 درصد نسبت به داده هاي تاريخي هم مي رسد.

Many hydraulic structures are designed by using the design precipitation with return periods duration time based on concentration time. Therefore, in any region, Intensity-Duration-Frequency (IDF) curves play a significant role in the design of dimensions and components of these systems especially in regions without adequate rain gauge stations. However, following climate change due to the increasing human activities precipitation patterns has changed in various regions of the world. Therefore, the historical IDF curves are not applicable. In this study, according to the Isfahan meteorological synoptic station IDF curves were developed. Eextraction of precipitation intensity with continued short of 24-hour precipitation has been done by using fractal theory. In the present study, extractions of the IDF curves were divided into three periods: the historical period (1967-1993), the present period (1994-2016), and the future period (2017-2035). It was perceived that precipitation intensity with short-term duration increased because of changes in the climatology, and IDF curves are shifted upwards. In this study, to predict the daily precipitation weighted output 15 AOGCM models under the A2 emission scenario related to the Fourth Assessment Report (AR4) IPCC, as the most reliable tool were used. The results show that the predicted IDF for future (2017-2035) will increase about 52 percent related to past IDF (1967-1993) in this region.