مولدهای هواشناسی تصادفی در مطالعه های مختلفی از قبیل هیدرولوژیک، مدیریت محیط طبیعی و ارزیابی ریسک کشاورزی استفاده می شوند. این قبیل مطالعات اغلب به سری های زمانی طولانی مدت از داده ی هواشناسی نیاز دارند. با توجه به محدودیت داده های اقلیمی در بسیاری از مناطق کشور و نیز کوتاه بودن طول دوره ی آماری، استفاده از مولدهای اقلیمی و مهم تر از آن ارزیابی دقت و صحت آن ها قبل از استفاده ضرورت دارد. لذا در این مطالعه کارایی سه مولد CLIGEN، ClimGen و LARS-WG در دو ایستگاه سنگانه و زیدشت با شرایط اقلیمی متفاوت ارزیابی شده است. برای مقایسه ی میانگین داده های تولید شده و مشاهداتی شامل مقدار بارش سالانه و ماهانه، تعداد روز مرطوب سالانه، میانگین سالانه دمای بیشینه و کمینه، از آزمون t (t جفتی) استفاده شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که مولد CLIGEN در هر دو ایستگاه و در مورد هر پنج متغیر در نظر گرفته، کارایی بهتری نسبت به دو مولد دیگر دارد. ClimGen در هیچ یک از دو ایستگاه کارایی مناسبی نداشته است. مولد LARS-WG نیز در ایستگاه زیدشت کارایی خوبی داشته اما کارایی آن در تولید متغیرهای دمایی در ایستگاه سنگانه با دقت بسیار کمتری همراه بوده است. در مجموع نتایج به دست آمده نشان می دهد که کارایی این مولدها در اقلیم هایی که متغیرهای اقلیمی از نوسانات کمتری برخوردار هستند بهتر از اقلیم های خشک و نیمه خشک است.

کلیژن یک مولد هواشناسی تصادفی است که 10 متغیر اقلیمی از قبیل بارش روزانه، مدت رگبار، حداکثر شدت نیم ساعته رگبار، تابش خورشیدی، دمای بیشینه و کمینه و سرعت و جهت باد را تولید می کنند. هدف از این مطالعه ارزیابی کارایی کلیژن در تولید داده های اقلیمی در ایستگاه تحقیقاتی سنگانه در شمال شرق ایران می باشد. برای اجرای کلیژن مقادیر ماهانه پارامترهای اقلیمی مورد نیاز بر اساس دوره آماری 2013-2006 در ایستگاه سنگانه استخراج شده است. برای محاسبه متغیرهای مربوط به بارش نیز الگوی شدت 241 رگبار تجزیه و تحلیل شده است. پس از اجرای مولد کلیژن، مجموعه داده اقلیمی 100 ساله تولید شده به 12 زیرمجموعه 8 ساله تقسیم شده و سپس میانگین داده های مشاهداتی و تولید شده توسط کلیژن با استفاده از آزمون آماری t مقایسه شده است. نتایج حاصل از اجرای آزمون t نشان داد که بین میانگین گروه های مختلف متغیرهای بررسی شده (بارش کل سالانه، تعداد روز مرطوب سالانه، دمای کمینه و دمای بیشینه) اختلاف معنی داری وجود ندارد. در واقع کارایی کلیژن در ایستگاه سنگانه برای متغیرهای میانگین بارش سالانه، تعداد روز مرطوب سالانه و میانگین دمای بیشینه سالانه 100 درصد، در مورد میانگین دمای کمینه سالانه 83 درصد و در مورد میانگین بارش ماهانه 95 درصد است. به طور کلی نتایج حاصل از این مطالعه نشان دهنده کارایی قابل قبول کلیژن برای تولید داده های اقلیمی بلند مدت با استفاده از داده های کوتاه مدت می باشد، اما با توجه به طول دوره آماری کوتاه و نیز تغییر پذیری های اقلیمی به تحقیقات بیشتری برای تایید کارایی کلیژن در کشور ایران نیاز است.

محدودیت منابع آب و توزیع نامتجانس آن در مناطق مختلف ایران سبب شده است که در مقایسه با بسیاری از کشورها، نسبت به پدیده تغییر اقلیم آسیپ پذیرتر باشد. در سال های اخیر با تدوین سناریوهای انتشار گازهای گلخانه ای توسط هیئت بین الدول تغییر اقلیم، مدل های گردش عمومی با سناریوهای مختلف انتشار، اجرا شده و وضعیت اقلیمی دهه های آتی را پیش بینی کنند. این تحقیق شامل دو فاز اقلیمی و ریزمقیاس گردانی است و هدف آن ارزیابی اثر نوسانات اقلیمی پیش بینی شده با مدل HadCM3 تحت سناریوهای A2 (سختگیرانه ترین سناریو)، سناریوی حد واسطA1B و سناریوی خوش بینانه B1 برای مدل HadCM3 در سه دوره آینده نزدیک (شاخص 2020)، شاخص 2045 و آینده دور( 2099-2070) و تاثیر آن بر رواناب حوزه کن است.، برای این منظور جهت ریزمقیاس گردانی پیش بینی کننده های بزرگ مقیاس از مولد آب و هوایی لارس استفاده شد. شبیه سازی رواناب توسط مدل داده های روزانه دمای حداقل، حداکثر، بارش و ساعات آفتابی ایستگاه سینوپتیک مهرآباد تهران در دوره 2010-1981 با استفاده از مولد آب وهوایی انجام شد و پس از اطمینان از کارآیی این مدل در شبیه سازی پارامترهای هواشناسی مذکور در حوزه آبخیز کن جهت بررسی تاثیر پدیده تغییر اقلیم برتغییرات پارامترهای اقلیمی در منطقه مورد مطالعه، داده های سه سناریوی بدبینانه A2، با مدل آماری لارس ریزمقیاس گردید. نتایج نشان داد که بر اساس برآورد مدل لارس برای سناریوهای مورد بررسی در دوره آتی (2040-2011)، دمای حداکثر و حداقل به ترتیب 3/1 و 8/0 درجه سانتی گراد افزایش خواهد یافت. همچنین برای تمامی ایستگاه های منتخب کاهش بارش بدست آمد که بیشترین کاهش مربوط به فصل بهار بود. ولی در برخی ماه های فصل زمستان افزایش بارش پیش بینی شد.

در سال های اخیر مدل های مصنوعی مولد پارامترهای هواشناسی به طور گسترده در سیستم های هیدرولوژیکی، اکولوژیکی و در مطالعات پتانسیل تاثیر اقلیم بر اکوسیستم های زراعی در سراسر جهان مورد استفاده قرار گرفته اند. این مدل ها به عنوان یک تکنیک آماری جهت تولید داده های هواشناسی روزانه در مواقعی که داده های طولانی مدت در دسترس نباشد، توسعه یافته اند. بدین منظور در این تحقیق ارزیابی کارایی سه مدل CLIMGEN، LARS-WG و WeatherMan برای پیش بینی در مقیاس ریز و در حد ایستگاه های هواشناسی برای متغیرهای اقلیمی حداکثر دما، حداقل دما، بارندگی و تابش خورشیدی برای سال های 2009-2000 در سه منطقه گرگان، گنبد و مشهد انجام شد. ابتدا داده های هواشناسی روزانه هر ایستگاه از سال 1975 تا 1999 برای گرگان و گنبد و 1961 تا 1999 برای مشهد به مدل داده شد و داده های روزانه برای سال های 2009-2000 تولید شد. برای ارزیابی مدل های مذکور از مقایسه شاخص های آماری مجذور میانگین مربعات خطای استاندارد (RMSE)، شاخص کارایی مدل(EF)  و ضریب تبیین (R2) استفاده شد. نتایج مقایسه میانگین ماهانه بازه 10 ساله داده های تولید شده توسط مدل ها نشان داد متغیر دما بهتر از سایر پارامترها به وسیله هر سه مدل پیش بینی شده است. در بین مدل ها، مدلLARS-WG  بیشترین توانایی را برای شبیه سازی پارامتر حداقل دما در منطقه های گرگان و مشهد نشان داد، در حالی که مدل CLIMGEN در گنبد تخمین بهتری داشت. پارامتر حداکثر دما برای اقلیم مدیترانه ای گرگان و نیمه خشک گنبد با مدل CLIMGEN و برای اقلیم خشک مشهد با مدل WeatherMan بهتر شبیه سازی شد. مدلWeatherMan  نسبت به سایر مدل ها در شبیه سازی بارش برای منطقه گرگان و گنبد و مدل CLIMGEN برای مشهد موفق تر بودند. متغیر تابش خورشیدی برای منطقه گنبد و مشهد به وسیله مدل LARS-WG و در اقلیم گرگان با مدل CLIMGEN با کارایی بهتری پیش بینی شد. به نظر می رسد که خروجی های این مدل ها علی رغم تفاوت هایی که دارند، می توانند در مدل سازی گیاهی و همچنین در بحث های تغییر اقلیم مورد استفاده قرار گیرند.

از مدل های مولد اقلیمی در دامنه وسیعی از مطالعات از قبیل مطالعات هیدرولوژی و محیط زیستی و ارزیابی ریسک در کشاورزی استفاده می شود.این مدل ها قادرند سری های زمانی مصنوعی در مقیاس روزانه با طول دوره مناسب را ایجاد کنند. در این مطالعه، عملکرد مدل LARS-WG در 4 ایستگاه ساحلی شمالی و 8 ایستگاه ساحلی جنوبی ایران در رابطه با شبیه سازی سری روزهای خشک و مرطوب، بارندگی، دما، تابش خورشیدی و نیز، شبیه سازی وقایع حدی دما بررسی شد.نتایج این مطالعه نشان داد که این مدل در شبیه سازی توزیع روزانه و میانگین ماهانه و فصلی اکثر سری ها عملکرد مناسبی دارد، اما عملکرد آن در مورد برآورد مقادیر انحراف استاندارد مجموع بارندگی ماهانه، انحراف استاندارد متوسط ماهانه دما و متوسط ماهانه تابش خورشیدی چندان مناسب نیست. در مجموع، مدل در ایستگاه های شمالی عملکرد بهتری داشت.

در سالیان اخیر حوادث اقلیمی متفاوتی اعم از سیل و خشکسالی را در سطح حوضه آبخیز بابلرود و استان مازندران اتفاق افتاده است که لزوم بررسی هر چه بیش تر تاثیر تغییر اقلیم بر هیدرولوژی حوضه آبخیز را مورد تاکید قرار می دهد. این کار از طریق مدل های گردش عمومی جو انجام می پذیرد. به دلیل بزرگ مقیاس بودن شبکه محاسباتی مدل های گردش عمومی جو، آن ها قادر به پیش بینی پارامترهای آب و هواشناسی در مقیاس نقطه ای نیستند. بر این اساس ابزار واسطی به نام مولد هواشناسی (Weather Generator) ابداع گردید که توسط آن و به کمک خروجی مدل های عددی، می توان تغییر اقلیم را در مقیاس نقطه ای و ایستگاه مورد نظر ارزیابی کرد. در این تحقیق با استفاده از این روش، داده های مدل گردش عمومی جو HadCM3 با به کارگیری مدل LARS-WG طبق دو سناریوی A2 و B1 برای دوره های زمانی 2065-2046 و 2099-2080 ریزمقیاس شدند. نتایج حاصل از ارزیابی تغییر اقلیم حوضه آبخیز بابلرود حاکی از تغییر میزان بارش در حوضه مورد مطالعه از 43- تا 32+ درصد بود که این حدود تغییرات با افزایش بارش در ماه های پربارش و کاهش شدید بارندگی در ماه های کم بارش تابستان همراه بود. همچنین افزایش دمای سالانه به طور میانگین حدود 1.4 سانتی گراد تا 3.6 سانتی گراد، به ویژه در ماه های گرم سال که سبب کاهش میزان بارش جامد (برف) و تغییر رژیم بارش می شود، نمود بیش تری خواهد داشت. افزایش میزان بارش در ماه های سرد و همچنین افزایش دمای هوا در ماه های گرم که به تبع آن ذوب زودتر از موعد توده های برف و افزایش ناگهانی رواناب را سبب می شود، با تاثیر بر اقلیم منطقه در آینده ای نه چندان دور، به طور محتمل تعداد و شدت وقایع حدی را تا حد زیادی افزایش خواهد داد.

متن کامل این مقاله به زبان انگلیسی می باشد. لطفا برای مشاهده متن کامل مقاله به بخش انگلیسی مراجعه فرمایید.لطفا برای مشاهده متن کامل این مقاله اینجا را کلیک کنید.