استفاده از مدل چندگانه خطی SDSM به منظور پیشبینی دما (مطالعه موردی: تالابهای هورالعظیم و میانگران)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 موسسه تحقیقات خاک و آب، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران

2 گروه جغرافیا، دانشکده علوم اجتماعی، دانشگاه حکیم سبزواری، سبزوار، ایران

10.48308/envs.2023.1336

چکیده

سابقه و هدف: از پیامدهای پدیده تغییر اقلیم در استان خوزستان می‌توان به خشک شدن بخش بزرگی از تالاب های این استان شامل میانگران و هورالعظیم اشاره کرد که با ادامه خشک شدن آنها در سال های اخیر سبب تولید توفان‌های گرد و غبار شده است. در این راستا هدف از این پژوهش، پیش بینی تغییرات اقلیمی در محدوده تالاب های میانگران و هورالعظیم توسط مدل ریزمقیاس نمایی آماریSDSM بر پایة سناریوهای اقلیمی A2، B2 و HadCM3 است. با توجه به شرایط خاص منطقه و اینکه مطالعات اندکی در خصوص تغییر دمایی در این مناطق صورت گرفته، شناخت وضعیت تغییر دمایی میتواند به مدیریت بهتر منابع و به ویژه مدیریت منابع آب کمک کند.
مواد و روش‌ها: برای این منظور با استفاده از داده های روزانه دمای میانگین، دمای کمینه و بیشینه در ایستگاه های سینوپتیک ایذه و بستان به عنوان نزدیک‌ترین ایستگاه به تالاب های هورالعظیم و میانگران در دوره های 2039-2010، 2069- 2040 و 2099-2070 پیشبینی صورت گرفت و سپس با دوره پایه (1961-1990) مقایسه انجام شد. جهت بررسی عملکرد مدلها و مقایسه آنها از دو روش ترسیمی و معیارهای آماری مرسومPBISE ، NSE،MAE ، RMSE و R2 استفاده گردید.
نتایج و بحث: نتایج حاصل از شبیه°‍سازی مدل HadCM3همراه با داده‍ های مشاهده‍ ای در ایستگاه ایذه و داده‍ های سالانه مدل‍سازی شده نشان داد که میانگین دما 47/18 درجه سانتیگراد و برای ایستگاه بستان میانگین دمای 10/19 درجه سانتی گراد بدست آمد. همانطور که مشاهده می شود هر دو ایستگاه در دوره پایه میانگین دمایی بالاتری را داشته اند و بیشینه دما در تالاب میانگران بسیار بیشتر از تالاب هورالعظیم در دوره پایه میباشد. نتایج کمینه دمایی نیز که نشان می دهد اختلاف در دو ایستگاه کم و جزئی است. نتایج حاصل از بررسی چرخهها در مناطق مورد مطالعه حاکی از آن است که در سناریوی A2 حالت های خاص اقلیمی در منطقه دارای دوره‌های بازگشت کوتاه مدت است. در دو ایستگاه در سناریوی B2 در صدک بالایی چرخه معنیداری، میانگین دمایی در سطح اطمینان (5/97%) در دوره بازگشت 30 ساله و در صدک پایین چرخه معنیداری میانگین دمایی در سطح اطمینان (5/2%) در دوره بازگشت 1 ساله در هر دو سناریو بدست آمد که نشاندهنده محدوده وسیع‍تر دوره بازگشت و احتمال بیشتر رویدادهای حدی دمایی در سناریوی B2 است. در مقایسه دو ایستگاه مشاهده میشود که در سناریوی A2 تالاب میانگران 02/1 درجه سانتی گراد و تالاب هورالعظیم 08/1 درجه سانتیگراد افزایش میانگین دما دارند. همچنین در سناریوی A2 تالاب میانگران میانگین و بیشینه دمایی بیشتری را دارد در حالی که تالاب هورالعظیم افزایش کمینه دمایی بیشتری را داشته است. این در حالی است که در سناریوی B2 میانگین دمای تالاب میانگران 47/1 درجه سانتیگراد و تالاب هورالعظیم 12/5 درجه سانتیگراد افزایش دما را دارد.
نتیجه گیری: نتایج حاصل از بررسی داده ها در دوره های مشاهداتی و شبیه سازی شده با سناریوی B2 و A2 نشاندهندة افزایش دمای میانگین، کمینه و بیشینه در دوره های شبیه سازی شده آتی نسبت به دوره مبنا در ایستگاه های ایذه و بستان بوده، به طوریکه در ایستگاه بستان دمای متوسط کمینه و بیشینه سالانه نیز در دوره سوم بیشینه، روند افزایشی را نسبت به دوره پایه داشته و در هر دو سناریو به دلیل افزایش دما، روند خشک شدن هر دو تالاب ادامه خواهد داشت.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Prediction of temperature using SDSM multiple linear models (Case study: Hoor al-Azim and Miangaran wetlands)

نویسندگان [English]

  • Mansour Chatrenour 1
  • Nasrin Moradimajd 2
  • Mir Naser Navidi 1
  • Naser Davatgar 1
1 Research Institute, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Karaj, Iran
2 Department of Geomorphology and Meteorology, Faculty of Geography, Environmental Sciences, Hakim Sabzevari University, Sabzevar, Iran
چکیده [English]

Introduction: One of the consequences of the climate change phenomenon in Khuzestan province is the drying up of a large part of the wetlands of this province, including Miangaran and Hoor al-Azim, which has caused dust storms due to their continued drying in recent years. In this regard, this research aims to predict climate changes in the area of Miangaran and Hoor al-Azim wetlands by SDSM statistical microscale model based on HadCM3 B2 and A2 climate scenarios. Considering the specific conditions of the region and the fact that few studies have been done regarding temperature change in these areas, knowing the state of temperature change can help better management of resources, especially water resources management.
Materials and methods: These parameters include the average sea level pressure, the geopotential height of the surface of 850 hectopascals and the average temperature at a height of two meters. For this purpose, by using the daily data of average temperature, minimum and maximum temperature in the synoptic stations of Izeh and Bostan as the closest stations to Hoor al-Azim and Miangaran wetlands in the periods of 2010-2039, 2040-2069 and 2070-2099, predictions were made and Then a comparison was made with the base period (1961-1990). To check the performance of the models and compare them, two drawing methods were used conventional statistical criteria of PBISE, NSE, MAE, RMSE and R2.
Results and discussion: The results of the simulation of the HadCM3 model along with observational data for the Izeh station, modeled annual average temperature data was 18.47°C and for the Bostan station, modeled annual data average temperature was 19.10°C. As can be seen, both stations had a higher average temperature in the base period, and the maximum temperature in the Miangaran wetland is much higher than Hoor al-Azim wetland in the base period. The minimum temperature results show that the difference between two stations is small and minor. The results showed that in both stations in scenario A2, the average temperature had significant cycles with return periods of 1.2 years and the lowest significant cycles for the two stations were in return periods of 2.3 and 1.3 years, respectively. In scenario B2, the average temperature in two stations has significant cycles with return periods of 7.5 years and the lowest significant cycle with return period of 1.2 years. The results of examining the cycles in the studied areas indicate that in the A2 scenario, certain climatic conditions in the area have short-term return periods. In two stations in scenario B2, in the upper percentile of the significance cycle, the mean temperature is at the confidence level (97.5%) in the 30-year return period, and in the lower percentile of the significance cycle, the mean temperature is at the confidence level (2.5%) in the return period. 1 year was obtained in both scenarios, which indicates a wider range of the return period and a higher probability of extreme temperature events in the B2 scenario.
In the comparison of the two stations, it can be seen that in scenario A2, the average temperature of the Miangaran wetland is 1.02 °C and Hoor al-Azim wetland is 1.08 °C. In scenario A2, Miangaran wetland has a higher average and maximum temperature, while Hoor al-Azim wetland has a higher minimum temperature increase. While in scenario B2, the average temperature of Miangaran lagoon is 1.47 °C and Hoor al-Azim wetland is 5.12 °C.
Conclusion: The results of the data analysis in the future observation and simulation periods with scenarios B2 and A2 show an increase in the mean, minimum, and maximum average temperature in the future simulation periods compared to the base period in Izeh and Bostan stations so in Bostan station, the average minimum and maximum annual temperature also increased in the third period compared to the base period. And in both scenarios, due to the increase in temperature, the drying process of both wetlands will continue.

کلیدواژه‌ها [English]

  • annual temperature
  • atmospheric general circulation models
  • climate change
  • maximum temperature
  • minimum temperature