پديد آورندگان :
كمري، حسين دانشگاه علوم كشاورزي و منابع طبيعي گرگان - گروه زراعت، گرگان , زينلي، ابراهيم دانشگاه علوم كشاورزي و منابع طبيعي گرگان - گروه زراعت، گرگان , سلطاني، افشبن دانشگاه علوم كشاورزي و منابع طبيعي گرگان - گروه زراعت، گرگان , قادري فر، فرشيد دانشگاه علوم كشاورزي و منابع طبيعي گرگان - گروه زراعت، گرگان
كليدواژه :
تغيير اقليم , سناريوهاي RCP , شبيه‌سازي , مدل‌هاي GCM
چكيده فارسي :
سابقه و هدف: امروزه پيش‌بيني بلندمدت متغيرهاي اقليمي براي اطلاع از ميزان تغييرات و در نتيجه در نظر گرفتن تمهيدات لازم براي تعديل اثرات سوء ناشي از تغيير اقليم، مورد توجه اقليم‌شناسان و محققان قرار گرفته است. بر اين اساس مدل‌هاي شبيه‌سازي گردش عمومي جو GCM توسعه يافته‌اند كه مي‌توانند پارامترهاي اقليمي را پيش‌بيني نمايند. LARS-WG مدلي است كه خروجي مدل‌هاي GCM را ريزمقياس مي‌كند. در اين پژوهش براي پيش‌بيني مقادير بارش روزانه، تشعشع خورشيدي و درجه حرارت‌هاي حداكثر و حداقل روزانه در مناطق اقليمي (ايستگاه‌هاي هواشناسي) تحت كشت پنبه در ايران مورد استفاده قرار گرفت. هدف از اين مطالعه برآورد پارامترهاي اقليمي (بارش، تشعشع خورشيدي و دماي حداقل و حداكثر) طي شرايط آينده در مناطق اقليمي اصلي تحت كشت پنبه در ايران مي‌باشد، كه مي‌تواند جهت حفاظت و مديريت بهينه منابع آب در اين مناطق مورد استفاده قرار گيرد. همچنين در اين پژوهش برخلاف مطالعات گذشته كه اغلب از گزارش چهارم IPCC استفاده شده است از گزارش پنجم IPCC استفاده گرديد.
مواد و روش‌ها: در اين پژوهش مناطق مهم تحت كشت پنبه در ايران مورد بررسي قرار گرفته است، كه از 23 ايستگاه هواشناسي در مناطق مهم توليد كننده پنبه در كشور استفاده گرديد. داده‌هاي هواشناسي مورد نياز شامل مقادير روزانه بارش، دماي حداقل، دماي حداكثر و ساعات آفتابي در ايستگاه‌هاي سينوپتيك مورد نظر به‌دست آمد. در اين مطالعه، ابتدا عملكرد 5 مدل مختلف گردش عمومي جو در شبيه-سازي داده‌هاي بارش، تشعشع خورشيدي، دماي كمينه و دماي بيشينه 9 ايستگاه سينوپتيك (سبزوار، قوچان، قم، هاشم‌آباد، لار، بيله‌سوار، اداره‌گرگان، حسن‌آباد داراب و مشهد) در دوره (2016-2011) مورد ارزيابي قرار گرفت. در نهايت براساس آماره‌هاي t-test، F-test و آزمون ناپارامتري كولموگروف- اسميرنف دو مدل MIROC5 و GFDL-CM3 براي اين پژوهش انتخاب گرديد. سپس پيش‌بيني پارامترهاي مذكور بر پايه مدل‌هاي GCM منتخب براي دوره 20 ساله (2060 -2041) تحت سناريوهاي انتشار (RCP4.5 و RCP8.5) انجام شد.
يافته‌ها: با فرض بروز سناريوهاي RCP4.5 و RCP8.5، پارامتر تشعشع خورشيدي پيش‌بيني شده در تمام مناطق اقليمي مورد بررسي توسط هر دو مدل GCM طي دوره آينده نسبت به دوره پايه 2010-1981 تغيير محسوسي نداشته است. به‌طوري كه بيش‌ترين تغييرات به ميزان (0/249 مگاژول بر متر مربع در روز) در منطقه اقليمي 6102 (ايستگاه هاشم آباد) و با مدل MIROC5 و سناريو RCP8.5 مي باشد. نتايج پيش‌بيني‌ها نشان داد پارامتر دماي حداكثر و حداقل براي دوره آينده در تمامي مناطق اقليمي به صورت افزايشي خواهد بود به طوري كه بيش‌ترين تغييرات ميانگين بلندمدت سالانه دماهاي حداقل و حداكثر نسبت به دوره پايه در منطقه اقليمي 6002 شامل ايستگاه-هاي (حسن آباد داراب، خواف، حاجي آباد و گنبد) به ميزان 2/67 و 2/75 درجه سانتي‌گراد در دوره (2060- 2041) تحت سناريوي انتشار 8/5 رخ خواهد داد. بيش‌ترين ميزان افزايش دما در ناحيه اقليمي منتهي به مناطق جنوبي كوهستان البرز و مناطق شرقي زاگرس و همچنين فلات خشك مركزي ايران و كم‌ترين ميزان افزايش نيز در مناطق اقليمي منتهي به حاشيه درياي خزر، خليج فارس و نواحي جنوبي كشور در هر دو سناريو RCP4.5 و RCP8.5 خواهد بود. در مورد مجموع بارش سالانه در دوره آينده (2060- 2041) بيش-ترين ميزان افزايش بارش به مقدار 5/98 ميلي‌متر توسط مدل MIROC5 و سناريو RCP4.5 در اقليم 6202 (ايستگاه اداره گرگان) پيش بيني شد. همچنين بيش‌ترين ميزان كاهش بارش به مقدار 29/8- ميلي‌متر توسط مدل MIROC5 و سناريو RCP8.5 در منطقه اقليمي 6102 پيش‌بيني گرديد.
نتيجه‌گيري: با توجه به نتايج پيش‌بيني با افزايش ميانگين سالانه دماي حداقل و حداكثر طي دوره آينده (2060-2041) و همچنين كاهش بارش براي مناطق اقليمي منتهي به فلات خشك مركزي و جنوب ايران مي‌توان گفت تغييرات پارامترهاي هواشناسي براي مناطق اقليمي تحت كشت پنبه در ايران تحت تاثير پديده تغيير اقليم در دهه‌هاي آتي محسوس خواهد بود.
چكيده لاتين :
Background and Objectives: Nowadays, climatologists and researchers are interested in the long-term forecast of climatic variables to be informed about the extent of their variations and to take measures to mitigate the adverse effects of climate change. Accordingly, general circulation models (GCMs) of atmosphere have been developed to predict climatic parameters. LARS-WG is a model to downscale the output of GCMs. It was used in the present research to generate data of daily precipitation, radiation, and minimum and maximum temperature across the cotton cultivation climatic zones (Meteorological stations) in Iran. The objective of this study is to estimate climatic factors (rainfall, radiation and minimum and maximum temperature) in the future period in major climatic cotton cultivation areas in Iran, which may be used for optimized water resource preservation and management in these regions. Also, the 5th IPCC report was used in this study, in contrast with the majority of investigations that use the 4th report.
Materials and Methods: In this research, the important areas under cotton cultivation in Iran are the target area. The data of 23 synoptic stations were used in these areas. The required meteorological data recorded in the stations were daily rainfall, minimum temperature, maximum temperature and sunshine. The present study assessed the performance of five different GCM models in simulating the data of precipitation, radiation, minimum temperature, and maximum temperature in nine synoptic stations (SABZEVAR, GHOOCHAN, GHOM, HASHMABAD, LAR, BILESOWAR, EDAREGORGAN, HASANABADEDARAB, and MASHHAD) from 2011 to 2016, firstly. Finally, two GCMs (MIROC5 and GFDL-CM3) were selected for the research purpose based on the results of t-test, F-test, and the Kolmogorov-Smirnov non-parametric test. Then, the parameters were predicted by the selected GCM models for 20 years (2041-2060) under the emission scenarios of RCP4.5 and RCP8.5.
Results: According to employing the scenarios of RCP4.5 and RCP8.5, the predicted solar radiation does not show a significant change in the future period versus the base period of 1981-2010 in all studied regions based on both GCM models. The highest change (0.249 MJ / m2 / day) is based on the MIROC5 model and the RCP8.5 scenario in climate zone 6102 (HASHMABAD station). The predictions revealed that the parameters of maximum and minimum temperature would be ascending for all the climatic regions over the future period. The highest variations in the average long-term annual minimum and maximum temperatures versus the base period would be 2.67 and 2.75°C happening in Climatic Region 6002 Includes stations (HASANABADEDARAB, KHAF, HAJI ABAD and GONBAD) over the 2041-2060 period under Scenario RCP8.5. For both scenarios RCP4.5 and RCP8.5, the highest temperature increase was observed in the climatic zones where located in south of Alborz and the east of Zagros mountain chains as well as the Central Iranian Dry Plateau and the lowest increasing was in the climatic regions located around the Caspian Sea, the Persian Gulf and the south of Iran. For the total annual precipitation over the future period (2041-2060), the highest amplification was predicted by MIROC5 to be 98.5 mm under Scenario RCP4.5 in Climatic Region 6202 (EDAREGORGAN station), and the greatest loss of precipitation was predicted by the same model to be -29.8 mm in Scenario RCP8.5 in Climatic Region 6102.
Conclusion: Given the prediction of rising average annual minimum and maximum temperature and the decline of precipitation over the future period (2041-2060) in the climatic regions leading to the arid plain of central and southern Iran, it can be concluded that the variations of meteorological parameters induced by climate change will be significant in the cotton-growing climatic regions of Iran over the future decades.
