Journal of Spatial Analysis Environmental Hazards

fa تاثیر تغییر اقلیم بر شدت و دوره بازگشت خشکسالی های ایران The Intensity and Return Periods of Drought under Future Climate Change Scenarios in Iran تخصصي Special پژوهشي Research امروزه معتبرترین ابزار جهت تولید سناریوهای اقلیمی، مدلهای AOGCM می&lrm;باشد. از جمله مدلهایی که برای ریز مقیاس نمایی مبتنی بر روشهای آماری استفاده می&lrm;کنند مدل LARS-WG می&lrm;باشد، در این مطالعه بر اساس مدل HadCM3  و دو سناریوی A1B، A2 برای دوره پایه ( 1961- 1990) و دوره پیش بینی (2040- 2011) در مقیاس روزانه فرایند ریز مقیاس نمایی انجام شد. و داده های مقادیر مجموع بارش روزانه  برای ایستگاههای منتخب تولید شد. بعد از کالیبراسیون مدل و اطمینان از توانمندی مدل در ساخت سری های زمانی بارش که با مقایسه داده های شبیه سازی شده با مقادیر بارش در دوره پایه در سطح اطمینان 95 درصد صورت پذیرفت، جهت بررسی وضعیت خشکسالی، شاخص استاندارد شده بارش (SPI) بکار رفت. نتایج نشان داد که میزان بارش نسبت به دوره پایه طی دورههای آینده نزدیک تحت خروجی های مدل گردش عمومی جو HadCM3 و دو سناریوی A1B، A2 تغییر معنیداری در بیشتر مناطق کشور خواهد داشت. بیشترین درصد تغییر مربوط به جنوب شرقی کشور می باشد که برای هر سه تداوم زمانی 3، 12 و 24 ماهه افزایش خشکسالی را نشان میدهد بطوریکه برای برای تداوم زمانی 12 ماهه و 50 ساله شدت خشکسالی دوره پایه 82/13 بوده ولی در دوره آتی  سناریوی A2، 05/15 و در دوره آتی سناریوی A1B ، 39/18 را نشان میدهد. در غرب و شمال کشور نیز بطور مشابه در کلیه تداوم های زمانی شدت خشکسالی در دورههای آتی بیشتر از دوره پایه است، بطوریکه در دوره 24 ماهه و دوره بازگشت 50 ساله شدت خشکسالی پایه 31/16 ولی در دوره آتی A2 ، 65/18 و در دوره آتی A1B، 55/19 را نشان میدهد. در مناطق جنوب، مرکز و شرق کشور مقادیر شدت خشکسالی پایه و آتی با تداوم زمانی 24 ماهه و در دوره برگشت 50 ساله همگی حدود 8/18 بوده و شدت خشکسالی تغییرات زیادی را نشان نمیدهد. شدت خشکسالی در شمال غرب کشور و جنوب غرب کشور در هر سه تداوم زمانی 3، 12 و 24 ماهه در دورههای آتی کمتر از دوره پایه خواهد بود بطوریکه در تداوم زمانی 24 ماهه شدت خشکسالی با دوره برگشت 50 ساله پایه 23 ولی در دورههای آتی 44/18 را نشان میدهد. در نهایت، اگرچه در پیش بینیهای بدست آمده از ریزمقیاس گردانی خروجی های مدل های اقلیمی عدم قطعیت هایی وجود دارد که این امر به علت ساختار مدلهای گردش عمومی جو، داده های مشاهداتی و ... می باشد اما از آنجایی که مدل های اقلیمی به عنوان معتبرترین ابزار تولید سناریوهای اقلیمی مطرح می باشند، ضروری است مدیران و تصمیم گیران بخش های مختلف منابع آب و کشاورزی نتایج حاصل از چنین پژوهشهایی را نیز مد نظر قرار داده تا امکان برنامه ریزهای بلند مدت میسر شود. Due to the growth of industries and factories, deforestation and other environmental degradation as well as greenhouse gases have been increasing on the Earth's surface in recent decades. This increase disturbs the climate of the Earth and is called climate change. An Increase in greenhouse gases in the future could exacerbate the climate change phenomenon and have several negative consequences on different systems, including water resources, agriculture, environment, health and industry. On the other hand to evaluate the destructive effects of climate change on different systems, it is necessary to initially study the area affected by climate change phenomena. One of the most important effects of climate change on water resource is Drought.  On the other hand, one of the most serious consequences of climate change is how it will affect droughts and water resources. Drought along with warmer temperature and less precipitation will threaten the water supplies for the crop irrigation, which will directly reduce the production of crops.The climate of the 21st century will very likely be quite different from the climate we observed in the past. The changes will continue to be large in the future period with increasing carbon dioxide emissions. Analyzing and quantifying the signal of climate change will be much in demand considering the above sectors, which are highly relating to the sustainability and human living. In the past several decades, global climate models have been used to estimate future projections of precipitation [Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), 2007], and have led to future estimation of drought, to quantify the impact of climate change and comparing the duration  and intensity of droughts under future climate conditions with current climate by using Atmospheric-Ocean General Circulation Models AOGCMs to predict future Precipitation. Global circulation models namely, coupled Atmosphere-Ocean Global Climate Models (AOGCMs) are current state of the art in climate change research. in This study aims at investigating the impact of climate change on droughts conditions in Iran using the Standard Precipitation Index (SPI). The precipitation time series have been used for the estimation of Standardized Precipitation Index (SPI) for three timescales, 3, 12 and 24 months, for the region. The outputs of HadCM3-A2 and A1B were applied for the assessment of climate change impact on droughts. One of the major problems in using the output of AOGCMs , is their low degree of resolution compared to the study area so to make them appropriate for use, downscaling methods are required. In this study we have used lars WG for downscaling monthly average of rainfall of AOGCM-HadCM3, and The HadCM3 outputs were downscaled statistically to the study area for a future period 2011-2040.then, was evaluated by the coefficient of determination (R2) between observed and downscaled data.  A method has been used for the estimation of annual cumulative drought severity-time scale-frequency curves. According to the rainfall results, in the 2011- 2040 period rainfall would decrease  to compared to baseline period in the study area. The SPI time series were estimated (2011-2040) and compared with the respective time series of the historical period 1961-1990. Results revealed that there are decreases in the frequency of severe and mild droughts for the three examined SPI time series while there are increases in the duration of moderate droughts. This implies that droughts will be a concern in the future during the growing season (for the dominant crop) which should be considered in water resources management. specially in the west station of Iran. Also, these frequency ratios were mapped by GIS on study area. Results showed that generally in the future periods, frequency of droughts ratio of three months drought time- scale will be increase in the North, North West and some parts of the south Alborz mountains and, The Ratio of long ( 24 months) drought for scenario A2 compare to the current climate shows increasing drought in the parts of the North khorasn, sistan and baluchestan and kerman provinces and parts of South West of Iran. scenario A1B shows increasing drought in the parts of the East of Mazandaran , Tehran , Horozgan and parts of Fars and Yazd  provinces. Finally ,further  more analysis of drought, AWCDS-Timescale-Return Periods computed. These curves integrate the drought severity and frequency for various types of drought. The AWCDS time series were estimated for basic period and 2011-2040 under scenarios A2 and A1B. The comparison indicated the three types of drought intensity increases for the three examined SPI time series in the South East of Iran. HadCM3 , LARS-WG ,خشکسالی , SPI, AOGCM Climate change, SPI, Estimate, Drought, Iran. 99 120 http://jsaeh.khu.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-3-50&slc_lang=fa&sid=1 S. Reza Alvankar سید رضا الوانکار 10031947532846001153 10031947532846001153 No Farzane nazari فرزانه نظری 10031947532846001154 10031947532846001154 No Lar Consulting engineers کارشناس ارشد مهندسین مشاور لار Ebrahim Fattahi ابراهیم فتاحی ebfat2002@yahoo.com 10031947532846001155 10031947532846001155 Yes Faculty of Meteorological Institute پژوهشکده هواشناسی