مطالعه تطبیقی پهنه های اقلیمی استان گلستان تحت سناریوهای مختلف تغییر اقلیم

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

2 هیات علمی گروه مهندسی آب دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

3 هیات علمی دانشگاه تهران-واحد کرج

چکیده

سابقه و هدف: اقلیم شرایط متوسط آب و هوایی است که در سال‌های اخیر با افزایش گازهای گلخانه‌ای در جو و بر هم خوردن توازن تابشی در حال تغییر است و پدیده‌ای با عنوان تغییر اقلیم را شکل می‌دهد. تغییر اقلیم یکی از مهمترین چالش‌هایی است که بخش‌های مختلف زندگی انسان را در روی زمین تحت تاثیر قرار خواهد داد. برای شناسائی اقلیم، از مجموعه قواعدی استفاده می‌شود که پارامترهای اقلیمی را طبقه‌بندی و به آن‌ها طبقه‌بندی‌های اقلیمی گفته می‌شود. در پهنه-بندی اقلیمی لازم است تا داده‌های هواشناسی که در مقیاس ایستگاهی ثبت‌ شده‌اند درون‌یابی شوند، این عمل با روش‌های مختلفی امکان‌پذیر است. استان گلستان با برخورداری از اقلیم‌های متنوع، به عنوان منطقه مطالعاتی در نظر گرفته شد که از قطب‌های مهم کشاورزی در ایران است که شناخت پهنه‌های اقلیمی آن اهمیت زیادی دارد. با توجه به تنوع اقلیمی استان گلستان، هدف از این پژوهش بررسی تغییرات پهنه‌های اقلیمی استان تحت تأثیر پدیده تغییر اقلیم است که بر اساس روش طبقه‌بندی اقلیمی دمارتن ترسیم شده و با نقشه اقلیمی ترسیم شده بر اساس داده‌های مشاهداتی مقایسه و تغییرات اقلیمی در استان بررسی شد.
مواد و روش‌ها: منطقه مورد مطالعه در بخش جنوب شرقی دریای خزر قرار دارد. و بین 36 درجه و 24 دقیقه تا 38 درجه عرض شمالی و 53 درجه و 51 دقیقه تا 56 درجه و 14 دقیقه طول شرقی از نصف النهار گرینویچ واقع شده که از تنوع اقلیمی خوبی برخوردار است. در ابتدا پس از تولید داده‌های اقلیمی تحت سناریوهای مختلف توسط مولد داده LARS ، پهنه‌های اقلیمی استان بر اساس داده‌های مشاهداتی دما و بارش طی دوره آماری 2011-1982 , (1390-1360) به روش دمارتن کلاسیک ترسیم و با پهنه‌های اقلیمی ترسیم شده بر اساس خروجی مدل LARS طی سه دوره از خروجی‌های مدل اقلیمی HADCM3 ( 2030-2011، 2065-2046 و 2100-2080) و تحت سه سناریوی انتشار گاز گلخانه‌ای A1B ,A2 وB1 مقایسه شدند. داده‌های بارش با استفاده از روش کریجینگ، و داده‌های دما بر اساس روش رگرسیون وزن دار جغرافیایی درون‌یابی شدند و پهنه‌های اقلیمی نیز بر حسب درصد مساحت آنها در هر یک از سناریوها با یکدیگر مقایسه شدند.
یافته‌ها: نتایج خروجی مدل LARS نشان داد که میانگین دمای هوا در استان گلستان تا سال 2100، حدود 3/4 درجه سانتی‌گراد افزایش می‌یابد و در بین سناریوهای مختلف، سناریوی A2 در دوره‌ی 2070-2100 افزایش دمای بیشتری را نشان می‌دهد. میانگین ماهانه بارش در برخی از ماه‌ها کاهش و در برخی ماه‌های دیگر افزایش، اما در مجموع میانگین سالانه بارش افزایش را نشان می‌دهد. در ارزیابی روش‌های مختلف درون‌یابی بارش، نتایج نشان داد که روش کریجینگ نسبت به روش‌های عکس وزن فاصله و اسپیلاین با دقت بالاتری می‌تواند بارش را درون‌یابی کند.
نتیجه‌گیری: خروجی‌های مدل LARS موید روند افزایشی دما و بارش است اما افزایش دما در مقایسه با افزایش بارش شدت بیشتری را نشان می‌‌دهد و این باعث تغییراتی در پهنه‌های اقلیمی استان خواهد شد و در مجموع استان در دوره‌های اقلیمی آتی در اثر پدیده تغییر اقلیم به سمت اقلیم‌های خشک‌تر پیش خواهد رفت. در این میان، سناریوی A2 شرایط خشک‌تری را برای استان گلستان تا پایان قرن حاضر پیش‌بینی می‌کند.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Comparative study of climatic regions of Golestan province under different climate change scenarios

نویسندگان [English]

  • mehdi meftahhalaghi 2
  • khalil ghorbani 2

چکیده [English]

Background and Objectives: Climate which is defined as the average weather, has been changed in recent years due to increased greenhouse gasses emission and imbalance of radiation in atmosphere.Climate change is one of the major challenges with affect different aspects of human life on the earth.For recognition of climates a set of rules are employed which are called climatic classification.For performing classification the observed at-stationdata should be interpolated using different methods.Golestan province located in northeast of Iran with diverse climates is chosen for current study. As it is animportantagricultural production region, its climatic classification is ofmainconcern. The aim of this study is to investigate the effects of climate change on climatic zones .
Materials and Method: The study area is located in southeastern part of Caspian Sea, between 36˚ 24' to 38˚ N and 53˚ 51' to 56˚ 14' E. The required data of temperature and rainfall for baseline period 1982-2011 were generated using LARS-WG model these generated data along with historical observed dataset were used for calculation of DeMartone classification index. Besides, the index was workedout using the data for baseline and outputs of HADCM3 climate model for three future periods of 2011-2030, 2046-2065 and 2080-2100 under three emission scenario of A2, A1B and B1. The rainfall and temperature data were interpolated using Kriging and Geographically Weighted Regression methods, respectively. The climatic zones were compared based on their coverage percentage in province.
Results and Discussion: The outputs of LARS weather generator indicated the increase of mean air temperature in Golestan province for about 4.3°C by 2100. Among different emission scenarios, the A2 scenario at the period of 2070 to 2100 shows the maximum increase in temperature . The average monthly rainfall showed decreasing trend in some months and increasing trend in some others but in general, the total annual rainfall will increase. The evaluation of different interpolation methods revealed that the Kriging method is performing more accurately than IDW and Spline methods atinterpolation of rainfall data.
Conclusion: The outputs of LARS weather generator showed an increasing trend in both temperature and rainfall, but the increase would be more significant in case of temperature which in turn, would shift the climatic zones of province. In overall, the province would experience more arid conditions in future periods as a result of climate change. In this manner, the A2 scenario projects morearid conditions for Golestan provinceby the end of this century.
Keywords: Climatic zoning, de-Martone index, Interpolation, ,LARS.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Climatic zoning
  • de-Martone index
  • Interpolation
  • LARS