مقدمه امروزه پدیده تغییر اقلیم از جمله معضلاتی است که همواره در جهان مورد توجه قرار گرفته است. یکی از دلایل وقوع پدیده تغییر اقلیم، افزایش گازهای گلخانه ای است که تأثیر به سزایی بر پدیده های حدی دارد. پیشبینی خشکسالی یکی از راهکارهای مدیریتی است که به برنامه ریزی صحیح برای استفاده از منابع محدود آب کمک شایانی می‌نماید. همچنین بررسی تغییرات خشکسالی بر اساس تغییرات اقلیمی از جنبه های گوناگون حائز اهمیت است؛ زیرا در بسیاری از برنامه های بلندمدت، لازم است که چشماندازی از وضعیت آینده بارندگی و دوره‌های خشکسالی و ترسالی برای منطقه تدوین شود. شاخص SPEI توانایی محاسبه خشکسالی در مقیاس های زمانی مختلف را دارد و همچنین می تواند اثرات تغییرات درجه حرارت را در ارزیابی خشکسالی لحاظ نماید و برای پایش تغییرات اقلیمی دوره های فعلی و آتی بر مبنای سناریوهای اقلیمی به کار رود. همچنین شاخص استاندارد بارش (SPI) یکی از مهمترین شاخص ها در تحلیل خشکسالی است. این شاخص به دلیل سادگی محاسبات، استفاده از داده های در دسترس بارندگی، قابلیت محاسبه برای هر مقیاس زمانی دلخواه به عنوان مناسب‌ترین شاخص برای تحلیل خشکسالی شناخته میشود. افزایش خشکسالی های اخیر در حوضه آبریز کارون سه باعث کمبود آب و خسارت های اقتصادی و اجتماعی شده است. از این رو بررسی اثر تغییر اقلیم و تحلیل فراوانی خشکسالی از اهمیت زیادی برخوردار است. در راستای این هدف، در این پژوهش ابتدا به شبیه سازی مقادیر بارش، دمای حداکثر و دمای حداقل هشت ایستگاه هواشناسی با استفاده از سه مدل اقلیمی EC-EARTH، CNRM-CM5 و GFDL-ESM2M تحت دو سناریو انتشار RCP4.5 و RCP8.5 برای دوره (2030-2055) پرداخته شد.
مواد و روش ها در این پژوهش ابتدا داده های دما (حداکثر و حداقل) و بارش خروجی مدل های اقلیمی EC-EARTH، CNRM-CM5 و GFDL-ESM2M تحت پروژه CORDEX برای سناریوهای انتشار RCP4.5 و RCP8.5 به کمک نرم‌افزار CMhyd ریزمقیاس شده و سری های زمانی دمای حداکثر، حداقل و بارش برای هشت ایستگاه هواشناسی در دوره آتی (2030-2055) تولید شد. سپس تغییرات دما و بارش در دوره آتی نسبت به دوره پایه (1995-2020) مورد بررسی قرار گرفت. در نهایت بررسی خشکسالی (فراوانی و تداوم) در دوره آتی تحت دو سناریو انتشار RCP4.5 و RCP8.5 توسط شاخصهای (SPI) و (SPEI) در سه مقیاس زمانی سه، شش و 12 ماهه با استفاده از نرم‌افزار DIP انجام گرفت. به منظور ارزیابی کارایی و دقت عملکرد سه مدل گــردش عمومی EC-EARTH، CNRM-CM5 و GFDL-ESM2M شبیه‌سازی دادههای اقلیمی، میانگین ماهانه متغیرهای اقلیمی در دوره (1990-2005) حاصل از خروجی مدل با مقادیر مشاهداتی متناظر مقایسه شد. بدین منظور از معیارهای عملکرد نش ساتکلیف (NS)، شاخص اریب (Bias) و ضریب تعیین (R2) استفاده شد. نتایج و بحث نتایج نشان داد بیشترین افزایش دمای حداکثر مربوط به ایستگاه شوشتر بوده است. در این ایستگاه دمای حداکثر در سناریوی انتشار RCP8.5، 46/1 درجه سانتی‌گراد و در سناریوی انتشار RCP4.5، یک درجه سانتی‌گراد به نسبت دوره پایه افزایش خواهد یافت. ایستگاه مسجد سلیمان بیشترین افزایش دمای حداقل را دارد. در این ایستگاه افزایش دمای حداقل تحت سناریو انتشار RCP8.5، 41/2 درجه سانتی‌گراد و در سناریو RCP4.5، 92/1 درجه سانتی‌گراد بوده است. همچنین بارش در کل محدوده در دوره آتی روند نزولی داشته است. مقدار کاهش بارندگی در کوهرنگ در سناریو RCP8.5، 3/146 میلی‌متر و در سناریوی RCP4.5، 6/53 بوده است که به ترتیب حدود 7/11 و 3/4 درصد است. ازنظر فراوانی خشکسالی در دوره آماری (2030-2055) در مقیاس سه‌ماهه، در سناریوی RCP4.5 ایستگاه ایذه دارای بیشترین فراوانی با 14 بار تجربه خشکسالی، در مقیاس شش‌ماهه، در سناریوی RCP4.5، حداکثر دفعات خشکسالی در شهرکرد با 16 بار و در مقیاس دوازده‌ماهه، در سناریوی RCP4.5 ایستگاه کوهرنگ با 15 بار، بیشترین فراوانی را نشان می‌دهد. در سناریوی RCP8.5 ایستگاه ایذه دارای بیشترین فراوانی با 20 بار تجربه خشکسالی بوده است. همچنین در دوره آتی تحت سناریو انتشار RCP4.5 در مقیاس سه، شش و دوازده به ترتیب ایستگاه شهرکرد، یاسوج و لردگان با هشت، 11 و 27 ماه و در سناریو RCP8.5 نیز به ترتیب مسجد سلیمان و شوشتر و لردگان بیشترین تداوم خشکسالی را خواهند داشت.
نتیجه گیری نتایج نشان داد میانگین دراز مدت سالانه دمای حداکثر و حداقل در دوره آتی به نسبت دوره پایه در هر هشت ایستگاه روند صعودی داشته است. همچنین نتایج نشان داد دمای حداکثر تحت سناریو 8.5RCP افزایش بیشتری به نسبت سناریو انتشار 4.5RCP دارد. همچنین نتایج نشان داد ایستگاه کوهرنگ متأثر از تغییر اقلیم بیشترین کاهش بارش را در محدوده مطالعاتی طی دوره آتی خواهد داشت. همچنین نتایج نشان داد در هر سه مقیاس زمانی سه، شش و 12 ماهه در دوره آتی به نسبت دوره پایه در سری زمانی شاخص های خشکسالی SPI و SPEI نوسانات زیادی وجود دارد. همچنین حالت های حدی خشکسالی در دوره آتی افزایش یافته است. پیشبینی میشود در دوره آتی تعداد ماه های خشک نسبت به تعداد ماه های با وضعیت نرمال و مرطوب کمتر بوده است. همچنین در بررسی وضعیت خشکسالی با استفاده از شاخص SPEI مشاهده می شود که همانند شاخص SPI الگوی تغییرات دوره خشکسالی در ایستگاه ها قابل تشخیص است. قابل ذکر است شدت خشکسالی های محاسبه شده با استفاده از شاخص SPEI به ندرت از مقدار عددی دو بالاتر است. با مقایسه تداوم و فراوانی خشکسالی در ایستگاه های مورد بررسی و در مقایس های زمانی مختلف، مشخص شد که شاخص SPI به نسبت شاخص SPEI تداوم و فراوانی خشکسالی را در اغلب موارد بیشتر نشان می دهد.
Jahangiri E, Motamedvaziri B, Kiadaliri H. Investigating the Impact of Climate Change on Drought with SPI and SPEI Indices (Case Study of Karun 3 Watershed). jwmseir 2024; 18 (65) : 8 URL: http://jwmsei.ir/article-1-1116-fa.html
جهانگیری اریسا، معتمدوزیری بهارک، کیادلیری هادی. بررسی تأثیر تغییر اقلیم بر خشکسالی با شاخصهای SPI و SPEI(مطالعه موردی حوضه آبریز کارون سه). مجله علوم ومهندسی آبخیزداری ایران. 1403; 18 (65) :85-97
به اطلاع کلیه نویسندگان ، محققین و داوران محترم می رساند:با عنایت به تصمیم هیئت تحریریه مجله علمی پژوهشی علوم و مهندسی آبخیزداری فرمت تهیه مقاله به شکل پیوست در بخش راهنمای نویسندگان تغییر کرده است. در این راستا، از تاریخ ۱۴۰۳/۰۱/۲۱ کلیه مقالات ارسالی فقط در صورتی که طبق راهنمای نگارش جدید تنظیم شده باشد مورد بررسی قرار خواهد گرفت.
