تغییرات اقلیمی، گرمایش جهانی و خشکسالی های اخیر طی سال های گذشته از جمله مهم ترین نگرانی های بشر در امور مدیریت و برنامه ریزی مبتنی بر دانسته های اقلیمی به حساب می آید. یکی از روش های بررسی تغییرات اقلیمی، استفاده از مدل های اقلیمی و ریزمقیاس نمایی است که امروزه این امر با استفاده از مدل های هوشمند و تجربی نظیر شبکه های عصبی مصنوعی از ارزش زیادی برخوردار است. هدف از این پژوهش، ریزمقیاس نمایی و شبیه سازی دمای بیشینه ایستگاه سینوپتیک قزوین با استفاده از روش شبکه عصبی مصنوعی و بهره گیری از نرم افزار MATLAB است. بدین منظور از داده های 26 عنصر جوی برگرفته از مرکز ملی پیش بینی محیطی و مرکز ملی پژوهش های جوی (NCEP/NCAR) و داده های دمای بیشینه ایستگاه سینوپتیک قزوین برای دوره آماری 2005-1961 و سناریوهای انتشار (RCP) خروجی مدل CanESM2 برای دوره آماری 2100-2006 استفاده گردید. در تحقیق حاضر از چهار روش پیش رونده، روش حذف پس رونده، نمایه کاهش درصدی و روش گام به گام به منظور پیش پردازش متغیرها و گزینش متغیرهای ورودی مدل استفاده شده است. سپس با بکارگیری آماره های ضریب همبستگی (R) و میانگین مربعات خطا (MSE) بهترین معماری شبکه طراحی گردید که طی آن با استفاده از روش پیش رونده، متغیرهای میانگین دما در ارتفاع نزدیک سطح زمین، میانگین فشار تراز دریا و ارتفاع تراز 500 و 850 هکتوپاسکال به عنوان متغیرهای پیش بینی کننده انتخاب شدند و در نهایت براساس آن، شبیه سازی انجام گرفت. پس از بررسی مقادیر شبیه سازی شده تحت سناریوهای RCP4. 5، RCP2. 6 و RCP8. 5 مشخص شد که دمای ایستگاه سینوپتیک قزوین تا سال 2100 طی سناریوی RCP 2. 6 نسبت به دوره پایه (2005-1961)، حدود 1. 3 درجه سانتی گراد، طبق سناریوی RCP 4. 5 به میزان 2. 7 درجه سانتی گراد و مطابق سناریوی RCP 8. 5 مقدار 4. 1 درجه سانتی گراد افزایش خواهد داشت.

در این پژوهش بارش، بیشینه و کمینه دمای ایستگاه همدید یاسوج با استفاده از خروجی مدل CanESM2، تحت سناریوی RCP2. 6، RCP4. 5 و RCP8. 5 از ریزگردان آماری SDSM، برای سه دوره 15 ساله 2035-2020، 2036-2051 و 2067-2052 شبیه‎سازی شده است. ابتدا دوره آماری 2005-1987، به عنوان دوره پایه انتخاب شد. نتایج، روند افزایشی دما و بارش را در این ایستگاه همدید می‎دهد. روند افزایشی بارش در دوره 2035-2020 محسوس تر خواهد بود. دوره 2067-2052 نسبت به دو دوره دیگر خشک‎تر بوده و بیشترین میزان بارش در فصل زمستان برآورد گردید. بیشترین برآورد میزان بارش مربوط به ماه فوریه تحت سناریوی RCP2. 6 می باشد. بیشترین تغییرات دمای کمینه مربوط به فصل پاییز و پایین‎ترین دمای کمینه مربوط به ماه ژانویه برآورد گردید که نسبت به دوره پایه 6/4 درجه افزایش را نشان می دهد. بیشترین تغییرات دمای بیشینه مربوط به فصل بهار دوره 2035-2020 است که در ماه آوریل 32/6 درجه سانتیگراد افزایش دما خواهیم داشت. همچنین ماه جولای دوره 2051-2036، بالاترین دمای بیشینه برآوردی در کل سال­های آتی مورد مطالعه در این ایستگاه می باشد.

افزایش دما و گرمایش جهانی از بزرگ ترین چالش هایی است که بشر در قرن بیست و یکم با آن مواجه است. تغییرات در پارامترهای اقلیمی به ویژه دما و بارش به عنوان مهم ترین پارامترهای اقلیمی می تواند فرایندهای هیدرولوژیکی، کشاورزی، محیط زیست، بهداشت، صنعت و اقتصاد را تحت تاثیر قرار دهد. بنابراین چشم انداز تغییرات آن، کمک فراوانی به چالش های مدیران و برنامه ریزان محیطی خواهد نمود. لذا در این پژوهش به منظور بررسی روند تغییرات دماهای حداکثر در طول دوره آماری پایه (2005-1961) و همچنین چشم انداز تغییرات آتی دماهای حداکثر در یک دوره ی 30 ساله (2051-2021) در ایستگاه سینوپتیک ارومیه با کاربست مدل ریزمقیاس گردانی SDSM پرداخته شد. بدین منظور ابتدا با استفاده آزمون ناپارامتری من-کندال و تخمین گر شیب سن، روند تغییرات این پارامتر بررسی شد. سپس میزان کار آیی مدل SDSM با استفاده از داده های مشاهداتی و مدل شده مرکز ملی پیش بینی محیطی (NCEP) و شاخص های MSE، RMSE، MAE و همچنین ضریب تعیین و همبستگی مورد ارزیابی قرار گرفت. بعد از اطمینان از دقت مدل، با استفاده از مدل گردش عمومی CanESM2 تحت سه سناریوی RCP2. 6 و RCP4. 5 و RCP8. 5 چشم انداز آتی دماهای حداکثر و حدی در دوره (2051-2021) بررسی گردید. نتایج نشان داد که در طول دوره آماری پایه، دما دارای روند افزایشی است اما معنی داری روند مورد تأیید قرار نگرفت. نتایج حاصل ارزیابی مدل SDSM نیز نشان داد که مدل مذکور توانایی لازم جهت مدل سازی دمای حداکثر را دارد. بر اساس نتایج بدست آمده از داده های مدل CanESM2 میزان دماهای حداکثر افزایش خواهد یافت که این میزان برابر با 7/0 درجه سلسیوس نسبت به دوره ی پایه می باشد. از نظر فصلی نیز بیشترین و کمترین تغییرات مربوط به تابستان با 6/1 درجه سلسیوس و فصل زمستان با 1/0 درجه سلسیوس می باشد.

با توسعه فناوری و صنعتی شدن جوامع بشری، شاهد افزایش گازهای گلخانه ای و بروز تغییرات آب وهوایی هستیم. باتوجه به اهمیت تغییرات آب وهوایی برای زمین و ساکنان آن، پیش بینی بلندمدت پارامترهای اقلیمی همیشه موردتوجه بوده است. یکی از رایج ترین روش ها برای ارزیابی اقلیم آینده، استفاده از مدل گردش عمومی جو است. در پژوهش حاضر پس از بررسی خروجی سه مدل گردش عمومی جو از جمله مدل آمریکایی (GFDL-CM3)، مدل کانادایی (CanESM2) و مدل روسی (inmcm4.ncml) و انتخاب مدل بهتر برای پیش یابی اقلیم منطقه موردمطالعه، از داده های سناریو های RCP 2.6، RCP 4.5 وRCP 8.5 مدل کانادایی (CanESM2) برای ارزیابی تغییرات اقلیمی حوزه حبله رود در دوره آتی2020 تا 2051 استفاده شده است. نتایج به دست آمده بیانگر روند افزایشی مجموع بارش ماهانه دوره آتی (2020-2051) نسبت به دوره پایه (1986-2017) در حوزه حبله رود است. نتایج بررسی تغییرات دمای دوره 2020 تا2051 در حوزه حبله رود نیز بیانگر افزایش میانگین ماهانه دمای بیشینه و کمینه در ده های آتی است. پیامدهای این شرایط در منطقه موردمطالعه که رژیم جریان آن به طور عمده توسط نزولات برفی کنترل می شود، از جنبه هیدرولوژیک اهمیت بالایی دارد و نیازمند اتخاذ سیاست های سازگاری با پدیده تغییر اقلیم در این حوزه آبخیز است.

مقدمه: تبخیر و تعرق یکی از مؤلفه­های مهم در بیلان آب است. تخمین تبخیر و تعرق مورد توجه پژوهشگران بسیاری در ایران و جهان بوده است. تخمین دقیق تبخیر و تعرق در مدل­سازی هیدرولوژی، طراحی آبیاری و مدیریت منابع آب اهمیت زیادی دارد. این متغیر یکی از مؤلفه­های بسیار مهم و مؤثر در بیلان آب است. تبخیر و تعرق بعد از بارش به­ عنوان دومین مؤلفه بزرگ چرخه آب زمین در مقیاس جهانی محسوب می­شود. ارزیابی وضعیت اقلیم دوره آینده و تغییر اقلیم و اثرات آن از طریق خروجی مدل­های اقلیمی انجام می­شود. مواد و روش­ها: در این پژوهش، داده­های روزانه متوسط حداقل و حداکثر دما به منظور ترسیم دورنمای ETp به روش هارگریوز-سامانی تا دهه 2050 میلادی برای 6 ایستگاه سینوپتیک بخش جنوبی حوضه آبریز رودخانه ارس براساس مدل CanESM2 تحت سناریوهای RCP با استفاده از SDSM ریزمقیاس شد. بدین منظور، داده­های مشاهداتی ایستگاه­ها و داده­های بازتحلیل (NCEP) در بازه زمانی روزانه (2005-1985) و نیز داده­های تاریخی مدل (historical-2005) CanESM2 تحت سناریوهای RCP (برای بازه زمانی 2100-2006) به کار رفته است. بحث و نتایج: مقادیر ETp تخمینی برای حوضه ارس طی دوره آتی براساس ریزمقیاس­نمایی داده­های دمایی مدل CanESM2 تحت سناریوهای RCP نشان داد مقدار این متغیر تحت سناریوی RCP2.6 نسبت به دوره پایه، کاهش جزئی و تحت سناریوهای RCP4.5 و RCP8.5 افزایش جزئی خواهد داشت. مقدار ETp در این حوضه ایستگاه اردبیل، اهر و خوی تغییر کاهشی و در پارس­آباد و جلفا تغییر افزایشی خواهند داشت. مقدار ETp ماهانه حوضه ارس در دوره آینده در ژانویه، آوریل تا ژوئن و اوت با دامنه­ای بین 1/0 تا حداکثر 3/24 میلی­متر نسبت به دوره پایه افزایشی برآورد شد. مقایسه مقادیر ETp برآوردی دوره آینده و گذشته نشان داد که ETp برآوردی به روش هارگریوز -سامانی در دوره گذشته نسبت به داده تبخیر ایستگاهی به جز پارس­آباد و خوی بیش از 100 میلی­متر در سال بیش ­برآورد و در سایر ایستگاه­ها کم­برآورد می­کند. مقادیر ETp هارگریوز - سامانی به جز ماکو که در دوره 2005-1985 بیشتر از 2005-1992 است، در بقیه ایستگاه­ها در 2005-1992 بزرگ تر از مقادیر دوره پایه است. نتیجه ­گیری: مقادیر ETp تخمینی برای حوضه ارس طی دوره آتی نشان داد که مقدار این متغیر در سطح حوضه سالانه نسبت به ETp دوره پایه (به روش هارگریوز -سامانی) افزایش جزئی خواهد یافت که این افزایش به معنی افزایش نیاز آبی گیاهان در آینده در فصل رشد، کاهش نفوذ و افزایش تبخیر آب حاصل از بارندگی و ذوب برف و کاهش تغذیه آبخوان­ها است.

تالاب ها یکی از مهم ترینبوم نظام های (اکوسیستم ) طبیعی در مناطق خشک و نیمه خشک هستند که در دهة اخیر بیلان رطوبتی آن ها به دلیل تأثیرنامطلوب تغییر اقلیم و خشکسالی ها دچار نوسان منفی شده است. بنابراین لازم است اثر چنین رویدادی در بوم نظام های مختلف، به ویژه این بوم نظام های ارزشمند مورد ارزیابی قرارگیرد. در پژوهش حاضر وضعیت خشکسالی آینده تالاب جازموریان در شرایط افزایش دما با بهره گیریه از خروجی مدل گزارش پنجم IPCC ارزیابی شد. به این منظور شاخص بارش-تبخیرتعرق استانداردشده و شاخص شناسایی خشکسالی که تأثیر افزایش دمای ناشی از تغییر اقلیم آینده را بر خشکسالی در نظر می گیرند، استفاده شد. همچنین تأثیر افزایش دما بر خطر خشکسالی بر پایة دوره بازگشت بررسی شد. نتایج نشان داد شاخص بارش-تبخیرتعرق استانداردشده نسبت به شاخص شناسایی خشکسالی بهتر توانسته تأثیر تبخیرتعرق و افزایش دما را بر خشکسالی نشان دهد. بنابراین، شاخص بارش-تبخیرتعرق استانداردشده برای ارزیابی خشکسالی های آینده با سناریوهای RCP به کار گرفته شد. بر پایة سری های زمانی خشکسالی مشخص شد که با افزایش دما، خشکسالی های بلندمدت آینده دارای شدت و مدت بیشتری نسبت به دورة گذشته خواهند بود. تحلیل خطر خشکسالی نشان داد خطر خشکسالی به ترتیب در مقیاس های 3، 6 و 12 ماهه، روند کاهشی خواهد داشت. همچنین درسناریوهای RCP2. 6، RCP4. 5 وRCP8. 5 خطرخشکسالی در مقیاس های زمانی مورد بررسی روند افزایشی خواهد داشت. ب یافته های حاصل از پژوهش حاضر می تواند برای ارزیابی تغییر عناصر اقلیمی و همچنین ارائه راهکارهای مناسب مدیریت منابع آب در مناطق خشک مفید باشد.

شمال ایران به دلیل اقلیم مرطوب و مقدار زیاد بارش حداکثر روزانه، یکی از مناطق مستعد وقوع سیل است. پژوهش حاضر با هدف پیش بینی پهنه سیل در شرایط تغییر اقلیم براساس سناریوهای پنجمین گزارش ارزیابی هییت بین الدول تغییر اقلیم در حوضه تالار (شهر زیراب) انجام شد. به منظور بررسی تاثیر تغییر اقلیم از شش ایستگاه سینوپتیک استفاده شد. از میان مدل های گردش عمومی CanESM2 تحت سناریوهای RCP2. 6، RCP4. 5 و RCP8. 5، برای ریزمقیاس سازی آماری حداکثر بارش روزانه به کار برده شد. برای شبیه سازی هیدرولوژیکی و هیدرولیکی سیلاب در دهه های اخیر و آینده از مدل های HEC-HMS و HEC-RAS استفاده شد. نتایج نشان داد بارش حداکثر روزانه در حوضه تالار افزایش یافته، به طوری که مقدار افزایش حداکثر بارش روزانه در اقلیم مرطوب (شمال) نسبت به اقلیم خشک (جنوب) بیشتر است. به طور کلی، حداکثر و حداقل بارش روزانه به ترتیب 8 و 33 میلی متر در حوضه تالار افزایش می یابد. نتایج شبیه سازی با توجه به هیدروگراف سیلاب بیانگر آن است که سیل در تمامی دوره ها افزایش می یابد. سناریوی RCP 4. 5 حداقل و حداکثر سیل را به ترتیب در دوره های 2020-2040 (374 مترمکعب بر ثانیه) و 2020-2100 (1209 مترمکعب بر ثانیه) تولید خواهد کرد. نقشه پهنه بندی سیلاب نشان داد پهنه سیل گیر دوره پایه در محدوده رودخانه است، ولی تغییر اقلیم سبب افزایش پهنه سیلاب در این منطقه می شود. همچنین، نتایج نشان داد حداقل 18/0 درصد و حداکثر 7/8 درصد از کل شهر زیراب تحت تاثیر سیلاب در شرایط تغییر اقلیم قرار خواهد گرفت.

تغییر اقلیم یک پدیده اتمسفری-اقیانوسی در مقیاس جهانی و دوره زمانی بلند مدت است که تحت تاثیر عواملی چون فعالیت های خورشیدی، آتش فشان ها، اقیانوس ها و اتمسفر (عوامل طبیعی) و یا فعالیت های انسانی، رخ می دهد. هدف از انجام این مطالعه پیش بینی تغییرات پارامترهای اقلیمی ایستگاه سینوپتیک بروجرد در 100 سال آینده، با استفاده از نرم افزار SDSM است. در این پژوهش از مدل اقلیمی CanESM2، تحت سه سناریوی RCP2. 6، RCP4. 5 و RCP8. 5 در سه بازه زمانی 2021-2040، 2041-2060 و 2061-2080 استفاده شده است. هم چنین دوره زمانی 2000-1990 جهت واسنجی و دوره زمانی 2005-2001 جهت صحت سنجی انتخاب شدند. نتایج نشان داد که در تمامی سناریو ها و دوره های مورد بررسی، بارش دارای روند کاهشی است. بیش ترین درصد کاهش بارندگی، مربوط به ماه ژانویه در دوره زمانی 2021-2040 و سناریوی RCP8. 5، به میزان 69/22 درصد است. پارامتر دما در تمامی سناریو ها و دوره های مورد مطالعه در این پژوهش نسبت به دوره پایه روند افزایشی داشت. بیش ترین مقدار افزایش به ترتیب در داده های دمای حداقل مربوط به سناریوی RCP4. 5 در ماه اکتبر دوره زمانی 2061-2080 و برابر با 4/90 درجه سانتی گراد و در داده های دمای حداکثر مربوط به سناریوی RCP4. 5 ماه اکتبر دوره زمانی 2080-2061 و برابر با 7/02 درجه سانتی گراد پیش بینی شد.

در پژوهش حاضر، اثرات تغییر اقلیم بر متغیرهای هواشناسی در حوضه ی آبریز رودخانه هررود لرستان با استفاده از مدل پیش بینی کننده ی CanESM5 تحت سناریوهایRCP (RCP2. 6، RCP4. 5 و RCP8. 5) براساس گزارش ششم IPCC برای سه دوره ی زمانی 25 ساله آینده ی نزدیک (2026-2050)، آینده ی میانی (2051-2075) و آینده ی دور (2076-2100) میلادی مورد ارزیابی قرار گرفت. به منظور ریزمقیاس نمایی پارامترهای بارش و دمای متوسط از مدل ریزمقیاس گردانی SDSM و یک دوره ی زمانی 1970 2005 میلادی در دو ایستگاه هواشناسی کاکارضا و دهنو استفاده شد. نتایج به دست آمده از این پژوهش در هر دو ایستگاه کاکارضا و دهنو، نشان دهنده ی کاهش بارش و افزایش دمای متوسط تحت سناریوهای RCP در دوره های زمانی آتی نسبت به دوره ی پایه بود؛ به گونه ای که در بازه ی زمانی آینده ی دور (2076-2100) میلادی تحت سناریوی RCP8. 5 (سناریوی بدبینانه) در ایستگاه های کاکارضا و دهنو، بارش به ترتیب 39 و 36 درصد در مقیاس ماهانه و 36/30 و 35/33 درصد در مقیاس سالانه، بیشترین کاهش و دمای متوسط به ترتیب 5/17 و 1/17 درصد در مقیاس ماهانه و 32/9 و 06/9 درصد در مقیاس سالانه بیشترین افزایش را خواهند داشت. در نهایت، نتایج حاصل از این مطالعه نشان داد پدیده ی تغییر اقلیم اثر زیادی بر پارامترهای بارش و دما در حوضه ی آبریز رودخانه ی هررود خواهد داشت.

قرارگیری ایران در عرضهای جغرافیایی بین 25 تا 40 درجه نیمکره شمالی سبب شده است که در طی سال رودباد جنب حاره ای، عاملی برای کنترل سامانه های رطوبتی در گستره ایران شود، به عبارتی زمانی که این رودباد در موقعیت جنوبی ایران قرار می گیرد بدلیل قدرت زیاد آن بادهای غربی به راحتی سیستم های رطوبتی را وارد کشور می کنند، اما زمانی که به عرض های شمالی در طی فصول گرم جابجا می شود از قدرت آن کاسته می شود. در سال های گذشته گزارش شده است که موقعیت رودباد در نیمکره شمالی در حال جابجایی است. بنابراین هدف از این تحقیق بررسی جابجایی موقعیت رودباد جنب حاره ای و تغییرپذیری آن بر روی ایران می باشد. در این تحقیق به منظور دستیابی به هدف پژوهش، در محدوده بین 30 تا 80 درجه طول شرقی در نیمکره شمالی داده سرعت باد مداری در سطوح بین 1000 تا 10 هکتوپاسکال از مرکز ملی مطالعات جوی و اقیانوسی ایالات متحده (NOAA) و همچنین خروجی مدل های گردشی شامل CanESM2 و GFDL-CM3 برای دوره تاریخی 1948 تا 2005 و دوره های آتی 2006 تا 2100 در دو سناریوی RCP4. 5 و RCP8. 5 از مرکز هییت بین دولتی تغییر اقلیم (IPCC) دریافت شدند. در این مطالعه مولفه های اصلی رودباد شامل؛ سرعت هسته مرکزی رودباد و موقعیت عرض جغرافیایی می باشد. بررسی موقعیت و سرعت رودباد نشان می دهد که تغییرات موقعیت رودباد جنب حاره بر روی ایران و نواحی شرقی آن از روند تغییرات افزایشی معنی دار پیروی می کند. در حالیکه که در غرب ایران تغییرات سرعت رودباد از روند معنی داری کاهشی برخوردار است. آینده موقعیت رودباد مستقر بر روی ایران نیز بر اساس مدل اقلیمی CanESM2 و GFDL-CM3 در دو سناریوی rcp4. 5 و rcp8. 5 مشخص می کند که نسبت به دوره پایه در هر دو سناریو و همچنین آینده نزدیک و دور موقعیت آن به شمال جابجا خواهند شد.