بررسي دو متغيره تأثير تغيير اقليم بر خشكسالي با شاخص SPEI و توابع مفصل (مطالعه موردي: دوگنبدان)

Bivariate Analysis of the Impact of Climate Change on Drought with SPEI Index and Coppola Functions (Case Study: Dugonbadan)

خشكسالي‌هاي متأثر از تغيير اقليم از جمله مخرب‌ترين رويدادهاي آب و هوايي هستند كه باعث خسارت‌هاي قابل توجهي هم در بخش منابع طبيعي و هم در زندگي انسان‌ها مي‌شوند. در تحقيق حاضر بمنظور بررسي اثر تغيير اقليم بر خشكسالي، بارش و دماي آينده (2030-2050) ايستگاه دوگنبدان شهرستان گچساران، با مدل CanESM2 تحت سناريو RCP8.5 محاسبه شد. سپس با استفاده از شاخص بارش-تبخير و تعرق استاندارد شده (SPEI) در دوره پايه (2005-1985) و آتي در سري‌هاي زماني مختلف خشكسالي ارزيابي شد. درنهايت متغيرهاي شدت و مدت خشكسالي براي محاسبه احتمال و دوره بازگشت توأم، با تابع چند متغيره كاپولا تحليل شد. نتايج نشان داد متغيرهاي دماي ماهانه تحت سناريو RCP8.5 2/2 درجه سانتيگراد افزايش و بارش 5/5 درصد كاهش يافته است. نتايج ارزيابي خشكسالي نشان مي‌دهد تعداد دوره‌هاي خشك و مرطوب با افزايش طول مقياس كمتر مي‌شوند، اما مدت زمان طولاني‌ترين دوره افزايش مي‌يابد. همچنين تعداد دوره‌هاي خشكسالي تحت سناريوي RCP8.5 نسبت به دوره پايه افزايش خواهد يافت. تابع فرانك با مقادير متوسط سه شاخص ارزيابي نيكويي برازش RMSE (0/38)، NSE (0/9) و AIC (-101/9) بعنوان بهترين تابع برازش داده شده در هر دو دوره انتخاب گرديد. نتايج تحليل توأم دوره بازگشت يك رويداد خشكسالي با ميزان سختي 10 و مدت 10 ماهه براي دوره پايه و RCP8.5 بترتيب 5 و 4 سال مي‌باشد كه نشان دهنده كاهش دوره بازگشت خشكسالي‌هاي شديد و افزايش آن‌ها در آينده تحت سناريو RCP8.5 نسبت به دوره پايه است.

Droughts affected by climate change are among the most devastating weather events, causing significant damage both in natural resources and in human life. In this study, in order to investigate the effect of climate change on drought, both precipitation and temperature future period (2030-2050) were calculated with CanESM2 model under RCP8.5 scenario in the Douganbodan station in Gachsaran city. Then, drought was evaluated with Standardized Precipitation-Evapotranspiration Index (SPEI) during the base (1985-2005) and future periods in different time series. Finally, severity and duration variables of drought were analyzed for the calculation of joint probability and return period with the multivariate copula function. The results show that monthly temperature under RCP8.5 scenario has increased by 2.2°C and precipitation has been reduced by 5.5%. Drought evaluation results show that the number of dry and wet periods is reduced by increasing the length of the scale, but the longest period increases. Also, the number of drought periods relative to the base period have increased under the RCP8.5 scenario. The Frank function was selected as the best fitted function with the mean values of the three fitting indicators, RMSE (0.38), NSE (0.9) and AIC (-101.9). The results of analysis of joint return period of a drought event with a severity of 10 and duration of 10 months for the base period and RCP8.5, respectively, were 5 and 4 years, that indicate a decrease in the return period of severe drought and their increase in future under RCP8.5 scenario relative to the base period.