عنوان

پیشیابي مخاطرات اقلیمي آینده (با تأکید بر امواج گرمایي، بارشهای سنگین و خشکسالي) حوضه آبریز دریاچه ارومیه

پ۲۹۸۶۱

per

پیشیابي مخاطرات اقلیمي آینده (با تأکید بر امواج گرمایي، بارشهای سنگین و خشکسالي) حوضه آبریز دریاچه ارومیه

فیروز عبدالعليزاده

برنامه ریزی و علوم محیطی

۱۴۰۲

۱۷۲ص.

سی دی

دکتری

آب و هواشناسی

۱۴۰۲/۰۶/۲۸

تغییر اقلیم و آثار ناشی از آن از جمله افزایش رویدادهای حدی طی سالهای اخیر خسارات فراوانی بر انسان و محیط زیستوارد آورده است. علاوه بر آن، مطالعات مختلف بر اساس سناریوهای انتشار گازهای گلخانهای، پیشبینی میکنند گرمایشجهانی و آسیب به زیرساختهای اجتماعی-اقتصادی و زیست محیطی ناشی از تغییر اقلیم و رویدادهای حدی در آیندهافزایش مییابد. لذا مسئله تغییر اقلیم، یكی از بزرگترین چالشهای پیش روی بشر میباشد. با توجه به اینكه عوامل محیطیو جغرافیایی در مناطق مختلف جهان، متفاوت هستند لذا مناطق مختلف با چالشهای اقلیمی متفاوتی مواجه خواهند بود.بنابراین، علاوه بر مطالعات تغییر اقلیم در سطح جهانی، تحقیق و بررسی تغییر اقلیم منطقهای ضروری میباشد. منطقه موردمطالعه تحقیق حاضر یعنی حوضه آبریز دریاچه ارومیه با آب و هوای نیمه خشک، طی سالهای اخیر با یكی از بزرگترینچالشهای خود یعنی کاهش شدید تراز آب دریاچه ارومیه، مواجه شده است. لذا، منطقه مورد مطالعه علاوه بر مواجهه بامخاطرات اقلیمی ناشی از گرمایش جهانی با خشكی دریاچه ارومیه و مخاطرات ناشی از آن نیز مواجه است که مسئله تغییراقلیم را در این منطقه بسیار پیچیده کرده است. بنابراین، مطالعه تغییر اقلیم و پیشیابی مخاطرات ناشی از آن در حوضه آبریزدریاچه ارومیه جهت مقابله با آثار تغییر اقلیم و سازگاری با آن ضروری میباشد.در تحقیق حاضر اقلیم آینده حوضه آبریز دریاچه ارومیه و مخاطرات ناشی از تغییر اقلیم با تأکید بر امواج گرمایی، بارشهایسنگین و خشكسالی مورد پیشیابی و ارزیابی قرار گرفتند. پیشیابی اقلیم منطقه مورد مطالعه با استفاده از مدلهای فازششم CMIPارائه شده در گزارش ششم ارزیابی IPCCطی دوره آینده ( )2015-2099تحت سناریوهای SSP1-2.6و SSP5-8.5انجام گرفت. بدین منظور، ابتدا برای ارزیابی دقت مدلهای GCMو انتخاب مناسبترین مدل، خروجی مدلهایمذکور برای دوره پایه ( )1979-2014با استفاده از روشهای مختلف نگاشت چندک ریزمقیاش شده و با دادههای مشاهداتیمورد مقایسه قرار گرفتند. ارزیابی شبیهسازی مدلها برای دوره پایه با استفاده از نمودارهای میانگین ماهانه، نمودارهای تیلورو شاخصهای RMSEو NRMSEنشان داد مدل NorESM2-MMبرای شبیهسازی دما و مدل MRI-ESM2-0برایشبیهسازی بارش با استفاده از ریزمقیاسنمایی نگاشت چندک بر مبنای روش QUANTدارای بالاترین دقت میباشند. پساز انتخاب مدلهای مناسب، دمای حداکثر، دمای حداقل و بارش حوضه برای دوره آینده با استفاده از خروجی مدلهاریزمقیاس شده و تولید گردید. مخاطرات اقلیمی نیز با استفاده از دما و بارش برای دورههای پایه و آینده محاسبه شدند. امواجگرمایی با استفاده از شاخصهای حدی گرم پیشنهاد شده توسط ETCCDIو شاخص ،HWMIdبارشهای سنگین بااستفاده از شاخصهای حدی براش پیشنهاد شده توسط ETCCDIو خشكسالی با استفاده از شاخص SPEIمحاسبه شدند.نتایج پیشیابی دما و بارش و مخاطرات مورد مطالعه برای دوره آینده و مقایسه آنها با دوره پایه نشان دادند: -1روند دمایحداکثر و حداقل در دوره آینده تحت هر دو سناریو صعودی خواهد بود. میزان افزایش دماهای حداکثر و حداقل تحت سناریوی SSP1-2.6در آینده نزدیک ( )2031-2055به ترتیب 1و 1/1درجه سلسیوس و در آینده دور ( )2071-2095هر دو 1/8ددرجه سلسیوس و تحت سناریوی SSP5-8.5در آینده نزدیک به ترتیب 1/5و 1/4درجه سلسیوس و در آینده دور به ترتیب 4/8و 4/4درجه سلسیوس خواهد بود. -2میانگین سالانه بارش حوضه طی دوره آینده روند معنیداری نخواهد داشت.متوسط بارش 25ساله حوضه تحت سناریوی SSP1-2.6در آینده نزدیک 10/2میلیمتر و در آینده دور 11/9میلیمتر وتحت سناریوی SSP5-8.5در آینده نزدیک 3/5میلیمتر و در آینده دور 6/6میلیمتر افزایش خواهد یافت. -3توزیع مكانیتغییرات دما (حداکثر و حداقل) در دورههای آینده بیانگر افزایش دما در سراسر سطح حوضه میباشد و میزان افزایش دما درسناریوی SSP5-8.5نسبت به SSP1-2.6و همچنین در آینده دور نسبت به آینده نزدیک بیشتر خواهد بود. تغییرات بارشدر سطح حوضه یكنواخت نخواهد بود، در برخی مناطق افزایش و در برخی مناطق کاهش خواهد یافت. -4روند شاخصهایحدی گرم تحت هر دو سناریو تا پایان قرن 21صعودی خواهد بود و شیب روند در سناریوی SSP5-8.5بیشتر خواهد بود.بر اساس توزیع مكانی شاخص HWMIdدر دوره آینده امواج گرمایی تحت سناریوی SSP1-2.6در مناطق غربی و جنوبیحوضه از نظر فراوانی کمتر ولی از نظر شدت بیشتر از مناطق شرقی خواهد بود و تحت سناریوی SSP5-8.5هم از نظرفراوانی و هم از نظر شدت امواج گرمایی در نیمه غربی حوضه بیشتر خواهد بود. -5از شاخصهای حدی بارش شاخصهای SDIIتحت هر دو سناریو و R99Pتحت SSP1-2.6طی قرن 21دارای روند صعودی معنیدار هستند. -6تبخیر- تعرق وخشكسالی طی قرن 21تحت هر دو سناریو روند صعودی خواهند داشت

Climate change and its effects, including the increase of extreme events have caused a lot of damageto humans and the environment in recent years. In addition, various studies based on greenhouse gasemission scenarios predict that global warming and damage to socio-economic and environmentalinfrastructures caused by climate change and extreme events will increase in the future. Therefore,the issue of climate change is one of the biggest challenges facing mankind. Due to the fact that theenvironmental and geographical factors are different in the regions of the world, these regions willface different climatic challenges. Therefore, in addition to global climate change studies, regionalclimate change research is necessary. The area studied in the current research, namely the catchmentarea of Lake Urmia, with a semi-arid climate, has faced one of its biggest challenges in recent years,which is a sharp decrease in the water level of Lake Urmia. Therefore, in addition to facing climaterisks caused by global warming, the studied area is also facing the drying up of Lake Urmia and therisks caused by it, which has complicated the issue of climate change in this area. Therefore, it isnecessary to study climate change and predict the risks caused by it in the catchment area of LakeUrmia in order to deal with the effects of climate change and adapt to it.According to the necessity of climate change study, in the current research, the future climate ofUrmia Lake catchment area and the risks caused by climate change were projected and evaluated withemphasis on heat waves, heavy rains and drought. Climate simulation of the region was carried outusing CMIP phase 6 models presented in IPCC 6th assessment report during the future period (2015-2099) under SSP1-2.6 and SSP5-8.5 scenarios. For this purpose, firstly, to evaluate the accuracy ofGCM models and select the most suitable model, the output of the mentioned models for the baseperiod (1979-2014) was downscaled using different quantile mapping methods and were comparedwith observational data. The simulation evaluation of the models for the base period using monthlyaverage graphs, Taylor graphs and RMSE and NRMSE indices showed that NorESM2-MM modelfor temperature simulation and MRI-ESM2-0 model for precipitation simulation with the use ofquantile mapping based on the QUANT method for downscaling has the highest accuracy. Afterchoosing the appropriate models, the maximum temperature, minimum temperature and precipitationof the basin for the future period were downscaled and produced using the output of the models.Climatic risks were also calculated using temperature and precipitation for the base and future periods.Heat waves were calculated using extreme heat indices suggested by ETCCDI and HWMId index,heavy rains using extreme rainfall indices suggested by ETCCDI and drought using SPEI index.The results of projecting temperature and precipitation and studied risks for the future period andcomparing them with the base period showed: 1- The trend of maximum and minimum temperaturein the future period will be ascending under both scenarios. The increase in maximum and minimumtemperatures under the SSP1-2.6 scenario in the near future (2031-2055) is 1 and 1.1 degrees Celsius,respectively, and in the far future (2071-2095) both are 1.8 degrees Celsius and under the SSP5-8.5scenario in the near future, it will be 1.5 and 1.4 degrees Celsius, respectively, and in the far future,it will be 4.8 and 4.4 degrees Celsius, respectively. 2- The annual average rainfall of the basin willnot have a significant trend in the future period. The 25-year average rainfall of the basin under theSSP1-2.6 scenario will increase by 10.2 mm in the near future and 11.9 mm in the far future, andunder the SSP5-8.5 scenario will increase by 3.5 mm in the near future and 6.6 mm in the far future.3- The spatial distribution of temperature changes (maximum and minimum) in the future periodshows the increase in temperature throughout the basin, and the increase in temperature in the SSP5-8.5 scenario will be higher than in the SSP1-2.6 scenario and also in the far future compared to thenear future. The changes of precipitation in the basin level will not be uniform, it will increase insome areas and decrease in some. 4- The trend of extreme heat indices under both scenarios will beascending until the end of the 21st century, and the slope of the trend will be higher in the SSP5-8.5scenario. Based on the spatial distribution of the HWMId index, in the future period, heat waves underthe SSP1-2.6 scenario in the western and southern regions of the basin will be less frequent but moreintense than the eastern regions, and under the SSP5-8.5 scenario, both in terms of frequency and theintensity of heat waves will be higher in the western half of the basin. 5- Among the extremeprecipitation indices, SDII indices under both scenarios and R99P under SSP1-2.6 have a significantascending trend during the 21st century. 6- Evapotranspiration and drought will increase during the21st century under both scenarios

Projecting future climatic hazards (with emphasis on heat waves, heavy rainfall and drought) in Urmia Lake watershed

‏عبدالعلی زاده،

‏فیروز

تهیه کننده

‏خورشید دوست،

جهانبخش اصل،

‏علی محمد

‏فیروز

استاد راهنما

استاد راهنما

‏تبریز