بررسي آثار تغيير اقليم بر رواناب به كمك مدل درخت تصميم (مطالعۀ موردي:حوضۀ زرين‌گل)

Investigation of Climate Change impacts on Runoff by Decision tree model (Case Study: Zaringol basin)

براي بررسي اثر تغيير اقليم بر رواناب در حوضۀ آبريز زرين‌گل در استان گلستان پس از مدلسازي بارش رواناب به كمك مدل درخت تصميم M5 از نتايج مدل گردش عمومي HADGEM2 تحت دو سناريو RCP 4.5 وRCP 8.5 براي پيشبيني رواناب براي دورههاي اقليمي آيندۀ نزديك، مياني و دور استفاده شد. نتايج آزمون من‌ـ كندال براي تشخيص روند در دورۀ 1995ـ 2015 نشان داد فقط بارش در فصل تابستان و دما در فصل بهار و تابستان افزايش معنادار داشتند. با اينوجود، تأثير افزايش دما باعث كاهش معنادار دبي در بيشتر فصلها و ميانگين سالانۀ دبي شد. همچنين، مدل لارس از كارايي لازم براي توليد دادههاي بارش و دما برخوردار بود. بررسي تغيير اقليم در حوضۀ آبريز زرين‌گل بيانگر آن بود كه تغييرات بارش از الگوي افزايشي و يا كاهشي خاصي پيروي نميكند، اما دماي هوا تحت هر دو سناريوي اقليمي با افزايش همراه خواهد بود، به طوري كه دماي سالانه به طور ميانگين حدود 0/5 تا 5 درجۀ سانتيگراد افزايش خواهد يافت كه بيشترين افزايش دما براي سناريوي RCP 8.8 در آيندۀ دور بود. نتايج خروجي دو مدل M5 و MLR نشان داد مدل M5 قادر است ضريب همبستگي را از 7/0 به حدود 87/0 افزايش دهد و مقدار خطاي RMSE را از 0/82 به 0/59 كاهش دهد. بر اساس نتايج خروجي مدل M5، رواناب در منطقۀ مطالعاتي نيز طي دوره هاي آتي با كاهش همراه خواهد بود و بيشترين ميزان كاهش ميانگين دبي ماهانه در آيندۀ دور حدود 41 درصد در ماه مارس براي سناريوي RCP 8.5 برآورد شد.

In order to investigate the effect of climate change on runoff in Zaringol catchment in Golestan province, the rainfall-runoff relation was modeled using the M5 decision tree model. Moreover, the results of two climate change scenarios -- RCP 4.5 and RCP 8.5 -- under the HADGEM2 general circulation model were used to predict runoff for the near, middle and distant future. Based on Mann-Kendall analysis for 1995-1995, there were noticeable increases only in summer precipitations as well as spring and summer temperatures. However, as temperature increased, a concomitant reduction occurred for most seasonal as well as the average annual discharge values. In addition, Lars provided sufficient accuracy for precipitation and temperature data generation. We found that precipitation changes do not follow a specific increasing or decreasing pattern. In contrast, the air temperature will increase under both climatic scenarios, as in the case of an average of 0.5 to 5 ° C for the annual temperature, which is the largest surge in temperature under the RCP 8.8 scenario in the distant future. The results of M5 and MLR models showed that M5 model can improve the correlation coefficient from 0.7 m^3⁄s to about 0.87 m^3⁄s and the corresponding RMSE value from 0.82 m^3⁄s to 0.59 m^3⁄s According to the M5 model, there will be a runoff reduction in the study area in future periods. The largest decrease will occur in the distant future by approximately 41% in March for the RCP 8.5 scenario.