تأثیر عدم قطعیت تغییر اقلیم بر رژیم سیلاب مطالعه موردی حوضه آیدوغموش، آذربایجان شرقی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد/گروه آبیاری و زهکشی پردیس ابوریحان، دانشگاه تهران

2 استادیار پردیس ابوریحان، دانشگاه تهران

چکیده

تحقیق حاضر تأثیر پدیده تغییر اقلیم بر رژیم سیلاب حوضه آیدوغموش در دوره 2069-2040 میلادی را با در نظر گرفتن عدم قطعیت مربوط به مدل‌های AOGCM مورد بررسی قرار می‌دهد. ابتدا مقادیر دما و بارندگی ماهانه هفت مدل‌ AOGCM (مدل‌های گزارش TAR) تحت سناریوی A2 در دوره آتی و دوره پایه 2000-1971 برای حوضه تهیه گردید. سپس این مقادیر با روش کوچک مقیاس کردن مکانی و زمانی کوچک مقیاس شدند. نتایج نشان از افزایش 1 تا 6 درجه‌ای دما و تغییرات 80- تا 100 درصدی بارندگی دوره s2050 نسبت به دوره مشاهداتی دارد. سپس توزیع‌های احتمالاتی (pdf) ماهانه دما و بارش منطقه برای دوره s2050 به‌وسیله وزن‌دهی مدل‌های AOGCM با استفاده از روش Mean Observed Temperature Precipitation تولید گردید. در ادامه با واسنجی مدل IHACRES رابطه بارش- رواناب روزانه حوضه شبیه‌سازی گردید. سپس با استفاده از روش مونت کارلو تعداد 2000 نمونه از pdf‌های ماهانه دما و بارندگی کوچک مقیاس شده حوضه تولید گردید. این مقادیر به مدل IHACRES معرفی شده و 2000 سری رواناب روزانه برای حوضه در دوره s2050 شبیه‌سازی گردید. سپس سیلاب حداکثر سالانه هر نمونه محاسبه شده و توزیع احتمالاتی مناسب به آن برازش داده شد. مقایسه شدت سیلاب‌های نمونه‌ها در دوره بازگشت‌های مختلف در دوره آتی با وضعیت کنونی آن، نشان داد که برای دوره بازگشت‌های کمتر از 50 سال احتمال کاهش شدت سیلاب در دوره‌های آتی بیش از افزایش آن می‌باشد. این وضعیت برای دوره بازگشت‌های بیش از 50 سال متفاوت بوده و با افزایش دوره بازگشت، کاهش و افزایش سیلاب تقریباً شانس مساوی برای رخ دادن پیدا می‌کنند. از طرف دیگر احتمال وقوع سیلاب در دوره‌های آتی نسبت به دوره پایه برای دبی‌های کمتر از 20 متر مکعب بر ثانیه کاهش و برای دبی‌های بیشتر از 60 متر مکعب بر ثانیه افزایش خواهد یافت.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Uncertainty of Climate Change Impact on the Flood Regime Case Study: Aidoghmoush Basin, East Azerbaijan, Iran

نویسندگان [English]

  • P Ashofteh 1
  • A.R Massah 2
1 MSc Student, Irrigation Group, Abouraihan Campus, Tehran University
2 Assistant Professor, Irrigation Group, Abouraihan Campus, Tehran University
چکیده [English]

This research was aimed to investigate the changes of flood magnitude and frequency considering the uncertainty of AOGCM models that may occur due to the climate change predicted for the time period of 2040-2069. At first, monthly temperature and precipitation data of AOGCM models (models of TAR reports) were provided in the baseline period (1971-2000) and the target period (2040-2069) under the SRES emission scenario, namely A2. Then, these data downscaled spatially and temporally to Aidoghmoush Basin by proportional and change factor methods. Results showed temperature increase and precipitation variation in the target period compared to the baseline period. Monthly probability distribution function of temperature and precipitation in the period of 2040-2069 was constructed by weighting method; comparing observed and modeled temperature-precipitation. A semi- conceptual model (IHACRES) for simulation of daily runoff was calibrated for the basin. Using the Monte Carlo approach 2000 samples of temperature and precipitation were sampled from probability distribution functions and introduced to IHACRES. Finally 2000 series of daily runoff were simulated for the target period. Theoretical probability distribution was fitted to maximum annual flood series and the flood regime of the target period was compared to that of the baseline. Results indicated that the climate change will affect the flood regime of the basin.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Climate change
  • Uncertainty
  • Monte Carlo
  • flood
  • Aidoghmoush basin

قربانی واقعی، ح.، مساح بوانی، ع. ر. و بهرامی، ح. (1387)، " ارزیابی عملکرد مدل‌های AOGCM در شبیه‌سازی داده‌های اقلیمی بندرانزلی". سومین کنفرانس منابع آب ایران. تبریز.

مساح بوانی، ع.، مرید، س. و محمدزاده، م. (1385 الف)، "وضعیت آینده اقلیم حوضه زاینده‌رود تحت تأثیر تغییر اقلیم: مقایسه‌ای بین سناریوهای مدل‌های مختلف AOGCM". دومین کنفرانس منابع آب ایران.

مساح بوانی، ع.، مرید، س. و محمدزاده، م. (1385 ب)، "بررسی تأثیر عدم قطعیت در توزیع تجمعی احتمالاتی رواناب تحت تأثیر تغییر اقلیم"، دومین کنفرانس منابع آب ایران.

 

 

راماچاندرا، ر. (1939)، مترجم اسلامیان س و سلطانی کوپایی س. (1381). تحلیل فراوانی سیل، اصفهان: نشر ارکان.

Alison, L.K., Richard, G.J. and Nicholas, S.R. (2004), “RCM rainfall for UK flood frequency estimation“. II. Climate change results. Journal of Hydrology, 318: pp. 163-172

Ekstrom, M., Fowler, H.J., Kilsby, G.G. and Jones, P.D. (2003), “New estimates of future changes in extreme rainfall across the UK using regional climate model integrations.2. Future estimates and use in impact studies“. Journal of Hydrology, 300: pp. 234-251

Gellen, D. and Roulin, E. (1998), “Stream flow response of Belgian to IPCC climate change scenarios“. Journal of Hydrology, 210: pp. 242-258.

IPCC (2007), Summary for Policymarkers, in: Climate Change 2007. Solomon, S., D. Qin, M. Manning, Z. Chen, M. Marquis, K.B. Averyt, M.Tignor and H.L. Miller (eds.) (2007) Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, Cambridge University Press, Cambridge, pp. 1-18.

IPCC-DDC (1988) http://ipcc-ddc.cru.uea.ac.uk/

IPCC-TGCIA, (1999), Guidelines on the use of scenario data for climate impact and adaptation assessment. eds. Carter, T.R., Hulme, M. and Lal, M., Version 1, 69pp. Intergovernmental Panel on Climate Change, Task Group on Scenarios for Climate Impact Assessment.

Jakeman, A. J. and Hornberger, G. M. (1993), “How Much Complexity Is Warranted in a Rainfall-Runoff Model? “

 Water Resources Research., 29(8): pp. 2637-2649.

Jones, P.D. and Hulme, M. (1996), “Calculating regional climatic times series for temperature and precipitation: methods and illustrations“. International journal of climatology, 16: pp. 361-377

Katz, R.w. (2002), “Techniques for estimating uncertainty in climate change scenarios and impact studies“. Climate Research, 20(2).

Mirza, M. (2001), Global warming and changes in the probability of occurrence of floods in Bangladesh and implications. Global Environmental Change, 12: pp. 137-138

New, M. and Hulme, M. (2000), “Representing uncertainty in climate change scenario: a Monte-Carlo approach. “ Integrated Assessment, 1: pp. 203-213

Prudhomme, Ch., Jakob, D. and Svensson, C. (2001), “Uncertainty and climate change impact on the flood regime of small UK catchments“. Journal of Hydrology, 277: pp. 1-23

Steele- Dunne, S., Lynch, P., McGrath, R., Semmler, T., Wang, Sh., Hanafin, J. and Nolan, P. (2008), “The impacts of climate change on hydrology in Ireland“.Journal of Hydrology, 356: pp. 28-45.

Wilby, R.L. and Harris, I. (2006), “A frame work for assessing uncertainties in climate change impacts: low flow scenarios for the River Thames“, UK. Water Resources Research (in press).