نوع مقاله : مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

• فاطمه تقوی نیا ¹
• بتول زینالی ²
• عباسعلی داداشی رودباری ³

¹ دانشجوی دکتری دانشگاه محقق اردبیلی

² دانشیار دانشگاه محقق اردبیلی

³ محقق پسا دکتری دانشگاه محقق اردبیلی

چکیده

تغییرات اقلیمی مسئول بیشتر بلایای مرتبط با آب و هوا در سراسر جهان است. ایران به دلیل موقعیت جغرافیایی بی‌نظیر و آب و هوای متنوعی که دارد بیش‌ترین تغییرپذیری آب و هوا را در جهان دارد. هدف پژوهش حاضر بررسی کارایی مدل MPI-ESM-LR از سری مدل‌های CMIP5 در پیش‌نگری دمای ماهانه ایران تحت سناریوهای واداشت تابشی (RCPs) با پروژه CORDEX-WAS است. در این پژوهش برای دوره تاریخی 2005-1980 از داده‌های دمای هوای روزانه 49 ایستگاه سینوپتیک کشور و مدل MPI-ESM-LR تحت پروژه کوردکس استفاده شد. همچنین برای دوره آینده از داده‌های دمای پیش‌نگری شده سناریوهای 5/8RCP، 5/4RCP و 6/2RCP مدل مذکور طی سه دوره آینده نزدیک (2050-2021)، آینده میانه (2075-2051) و آینده دور (2100-2076) استفاده شد. اعتبارسنجی مدل با سه شاخص آماری r، RMSE، MBE انجام شد. نتایج نشان داد که مدل از عملکرد خوبی برخوردار است. شیب روند دما در داده‌های ایستگاهی و داده‌های مدل در دوره تاریخی افزایشی بوده و در دوره آینده در 5/8RCP و 5/4RCP در تمام ماه‌ها شیب روند افزایشی دما در هر دهه مشاهده شده است. در تمام ماه‌ها بیشینه بی‌هنجاری دما تحت سناریوهای مورد مطالعه در هر سه دوره آتی در شمال غرب و ارتفاعات غربی دیده می‌شود. مناطق شرق و جنوب شرق ایران کمینه بی‌هنجاری دما را نشان داده‌اند که به طور استثنا در 6/2RCP و 5/8RCP به ترتیب سواحل جنوب و ارتفاعات شمال شرق کشور نیز کمینه بی‌هنجاری دما را نمایانگر هستند. در نیمه سرد سال به صورت محدود پهنه کمینه بی‌هنجاری دما به ارتفاعات شمال غرب و نواحی کم‌ارتفاع داخلی کشور نیز کشیده شده است.

تازه های تحقیق

تغییرات آتی در رویدادهای شدید آب و هوایی از جمله دما منجر به زیان­های بزرگ برای جامعه، اقتصاد و اکوسیستم­های طبیعی خواهد شد. به دلیل ماهیت پیچیده سیستم اقلیمی، مدل­ها به ویژه در سطوح منطقه­ای دارای درک ضعیف و ناکافی هستند و عدم­ قطعیت در پیش­بینی مدل­ها وجود دارد. از انواع روش­های مقیاس­کاهی برای پیش­بینی­های قابل اعتماد استفاده می­شود. در این راستا، پژوهش حاضر به بررسی کارایی مدل MPI-ESM-LR از سری مدل­های پروژه مقایسه مدل­های جفت شده فاز پنجم در پیش­نگری دمای ماهانه ایران تحت سناریوهای واداشت تابشی با پروژه CORDEX-WAS برای دوره مشاهداتی (2005-1980) و آینده نزدیک (2050-2021)، میانه (2075-2051) و دور (2100-2076) پرداخته است. نتایج اعتبارسنجی مدل با سه شاخص آماری ضریب همبستگی پیرسون (99/0)، مجذور میانگین مربعات خطا (69/0)، میانگین انحراف خطا (20/2) در دوره مشاهداتی بیانگر کارایی بهتر این مدل در پیش­بینی فراسنج دما در ایران می­باشد. بر اساس مقیاس زمانی سالانه، در دوره­های آینده وقوع بالاترین گرمایش هوا معادل 33/3 درجه سلسیوس در 5/8RCP نمایانگر است. در مقیاس ماهانه شیب روند دما در داده­های ایستگاهی و داده­های مدل در دوره (2005-1980) افزایشی بوده و در دوره آینده در 5/8RCP و 5/4RCP در تمام ماه­ها شیب روند افزایشی دما در هر دهه مشاهده شده است در حالی که در 6/2RCP به استثنای ماه­های ژانویه، فوریه و مارس با شیب روند افزایشی، در بقیه ماه­ها شیب روند کاهشی دما پیش­بینی شده است. گستره مکانی بیشینه دما در دوره مشاهداتی در سواحل جنوب و در اهواز و آبادان و کمینه دما در ارتفاعات مرتفع کوهستانی شمال غرب و غرب کشور نشان داده شده است. همچنین در دوره مورد مطالعه بیشینه تغییرات مکانی دما تحت سناریوها و دوره­های مورد مطالعه در بخش­های شمال غربی و ارتفاعات غربی و به صورت محدود در بعضی از دوره­ها و سناریوها (همچون 6/2RCP و 5/8RCP ماه نوامبر) در نواحی کم­ارتفاع داخلی و ارتفاعات شرق و جنوب شرقی ایران دیده می­شود. در نقطه مقابل، مناطق شرق و جنوب شرق ایران در مقیاس سالانه و ماهانه کمینه بی­هنجاری دما را نشان داده­اند که به طور استثنا در 6/2RCP و 5/8RCP به ترتیب سواحل جنوب و ارتفاعات شمال شرق کشور کمینه بی­هنجاری دما را نمایانگر هستند. در نیمه سرد سال به صورت محدود پهنه کمینه بی­هنجاری دما به ارتفاعات شمال غرب و نواحی کم­ارتفاع داخلی کشور نیز کشیده شده است. نتایج به­دست آمده مبنی بر وقوع گرمایش هوا در ایران در دوره­های آتی در پژوهش انجام یافته در راستای نتایج پژوهش­های انجام یافته توسط جعفربگلو و همکاران (1400)، زرین و داداشی رودباری (1400)، مهدویان و همکاران (1401)، رحیمی و همکاران (2020)، دارند (2020)، میری و همکاران (2021)، اوستا و همکاران (2022)، قاضی و جیحونی (2022) است که همگی بیانگر افزایش دمای هوا در آینده با مدل­های پروژه مقایسه مدل­های جفت شده در مناطق مختلف ایران هستند. با توجه به اقلیم ایران که بیشتر آن خشک است، به دنبال افزایش دما حتی در شرایط خوش بینانه، کشور نیازمند برنامه مدیریت یکپارچه منابع آب و چشم­انداز بلندمدت مدیران و مسئولان مربوطه است. چرا که افزایش دما مشکلاتی را در زمینه­های مختلف از جمله محیط زیست، کشاورزی، امنیت غذایی، اجتماعی، اقتصادی، فرهنگی، سیاسی، بین­المللی و غیره ایجاد می­کند.

کلیدواژه‌ها

• ایران
• بی‌هنجاری دما
• پروژه مقایسه مدل‌های جفت شده فاز پنجم
• کوردکس
• مدل ماکس پلانک

موضوعات

• آب و هواشناسی

عنوان مقاله [English]

Effectiveness of the MPI-ESM-LR Model in forecasting the Monthly Temperature of Iran under Representative Concentration Pathway (RCP) Scenarios

نویسندگان [English]

• Fatemeh Taghavi nia ¹
• Batool Zeinali ²
• Abbasali Dadashi Roudbari ³

¹ PhD student, Department of Physical Geography, University of Mohaghegh Ardabili

² University of Mohaghegh Ardabili

³ Postdoctoral Research Associate, University of Mohaghegh Ardabili

چکیده [English]

Climate change is a key factor in most weather-related disasters worldwide. Regarding its distinctive geographical location and diverse climate, Iran has the most variable climate in the world. The present study aims to investigate the effectiveness of the MPI-ESM-LR model from the CMIP5 model series in predicting the monthly temperature of Iran under representative concentration pathway scenarios (RCPs) with the CORDEX-WAS project. In this research, for the historical period of 1980-2005, the daily air temperature data of 49 synoptic stations of the country and the MPI-ESM-LR model under the CORDEX project were used. Likewise, for the future period, from the predicted temperature data of RCP 8.5, RCP 4.5, and RCP 2.6 scenarios of the mentioned model in three periods of the near-future (2021-2050), mid-future (2051-2075) and far-future (2076-2100) was used. Validation of the model was done with three statistical indices: r, RMSE, and MBE. The results revealed that the model has a good performance. The slope of the temperature trend in station data and model data has been increasing in the historical period and the future period in RCP8.5 and RCP4.5 in all months, the temperature trend slope has been observed in every decade. In all months, the maximum anomaly of temperature under the scenarios studied in all three future periods can be seen in the northwest and western highlands. The eastern and southeastern regions of Iran have indicated minimum temperature anomalies, except in RCP 2.6 and RCP 8.5, respectively, the southern coasts and the northeastern heights of the country also show minimum temperature anomalies. In the cold half of the year, the minimum area of temperature anomaly has been extended to the north-western heights and low-altitude interior regions of the country.

کلیدواژه‌ها [English]

• Iran
• Temperature anomaly
• Coupled Model Intercomparison Project Phase-5
• CORDEX
• Max Planck model