آشکارسازی تغییر اقلیم و نسبت دهی آن به گازهای گلخانه ای با استفاده از مدل های گردش عمومی اقیانوس- اتمسفر و توزیع نرمال دو متغیره در حوزه آبریز کارون بزرگ

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار/گروه آبیاری و زهکشی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات خوزستان، اهواز، ایران

2 استادیار / گروه مهندسی آبیاری و زهکشی پردیس ابوریحان، دانشگاه تهران، تهران، ایران

3 استادیار /گروه مهندسی عمران، دانشگاه آزاد اسلامی واحد اهواز، اهواز، ایران

4 استاد/گروه علوم و مهندسی آب - دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات تهران، تهران، ایران

چکیده

در اکثر مطالعات تغییر اقلیم، معمولاً اولین سوال پیش روی محققین، آشکارسازی تغییر اقلیم منطقه مطالعاتی در دوره‌های گذشته و نسبت دهی آن به گازهای گلخانه‌ای می‌باشد. در این تحقیق در نظر است آشکار سازی و نسبت دهی تغییر اقلیم به جهت تفکیک تغییر اقلیم ناشی از گازهای گلخانه‌ای نسبت به نوسانات درونی در حوضه کارون بزرگ انجام گیرد. بدین منظور در ابتدا لازم بود تا محدوده تغییرات متغیرهای اقلیمی منطقه، ناشی از اندرکنش بین سیستم‌های اقلیم کره زمین (اتمسفر، بیوسفر، و ....) محاسبه شود. برای این‌کار از آمار درازمدت (1000 ساله) دما و بارش حاصل از اجرای کنترلی (ثابت ماندن گازهای گلخانه‌ای) مدل‌‌های AOGCM HadCM3) و (CGCM3 برای حوضه کارون بزرگ استفاده شد. سپس بر اساس توزیع نرمال دو متغیره، محدوده نوسانات درونی سالانه اقلیم منطقه مورد مطالعه به‌ صورت نمودارهای دو بعدی دما- بارندگی ترسیم گردید. در ادامه به منظور آشکارسازی تغییر اقلیم در دوره‌های گذشته در حوضه کارون بزرگ و نسبت دهی آن به گازهای گلخانه‌ای، مقادیر آنومالی سالانه دما و بارندگی مشاهداتی ایستگاه‌های مختلف حوضه با محدوده نوسانات درونی اقلیم منطقه مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج روند دو بعدی آنومالی دما و بارندگی برای نیم قرن اخیر نسبت به دوره پایه هر یک از قسمت‌های حوزه آبریز کارون بزرگ، نشان از روند افزایشی دما و کاهش بارندگی دارد. از طرف دیگر به احتمال 95 درصد، مقادیر آنومالی نوسانات درونی توام دما - بارندگی در حوضه کارون بزرگ به ترتیب کمتر از 5/1 درجه سانتی‌گراد و کمتر از 70 درصد می‌باشد. که در تمامی قسمت‌های حوضه کارون بزرگ تقریبا سال‌های انتهائی این دوره در خارج از محدوده نوسانات درونی اقلیم قرار گرفته و نشان‌دهنده معنی‌دار بودن تغییر اقلیم در این سال‌ها می‌باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Climate Change Detection and Green House Gases Attribution to it Using AOGCMs Models and Two-Dimensional Normal Distribution (Case Study; Large Karoon River Basin)

نویسندگان [English]

  • N Zohrabi 1
  • A.R Massahbavani 2
  • A Telvari 3
  • H Sedghi 4
1 Assistant Professor, Irrigation and Drainage Dept., Science and Research Branch, Islamic Azad University, Khouzestan, Ahvaz,Iran
2 Assistant Professor, Irrigation and Drainage Engineering Dept.,College of Aburaiyhan, University of Tehran, Tehran, Iran
3 Assistant Professor,‌Civil Engineering Dept., Islamic Azad University, Ahvaz branch, Ahvaz ,Iran
4 Professor, Water and Sciences Engineering, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran,Iran
چکیده [English]

In most climate change studies, the first step is to detect climate change and to attribute the causes. In this study we attempt firstly to detect the trends of temperature and precipitation of Large Karoon basin in and secondly discover the main cause(s) of the detected trends (e.g. trends due to internal forcing or greenhouse gasses). Then the range of variability due to internal forcing such as interactions between each elements of climate system (e.g. atmosphere, biosphere, cryosphere and …). The temperature and precipitation of control runs of two different AOGCMs (HadCM3 and CGCM3) were extracted from IPCC website that contains 1000-year of monthly data. Based on these data, the range of internal variability of temperature and precipitation of the basin were calculated using two-dimensional normal distribution. Results showed that, with 95% confidence the temperature anomaly of the basin is less than 1.5oc and the precipitation anomaly is less than 70%. The range of internal variability was compared with the observed temperature and precipitation analomies of Karoon basin in past periods. The results showed that for the past 50 years, the trend of temperature is positive and the trend of precipitation is negative. On the other hand the recent years are located outside the range of internal variability which means the impact of climate change on Karoon basin is meaningful for these years.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Internal climate variability
  • Climate change
  • HadCM3 and CGCM3 Models
  • Climate Variable
  • Large Karoon basin

مساح بوانی ع ر (1385) ارزیابی ریسک تغییر اقلیم و تأثیر آن بر منابع آب، رساله دکتری، دانشگاه تربیت مدرس، تهران.

Arab DR (2009) Analysis drought experiance of 2008-2009 water year in the Large Karoun River Basin and introduce the wayesfor the future. Rhbord Daneshpoya Consulting Engineers in Association with KHozestan Water and Power Authority Ministry of Energy, Iran (InPersian).

Baede APM, Ahlonsou E, Ding Y and Schimel D (2001) The Climate System: an Overview. In: Climate Change 2001,The Scientific Basis, Contribution of Working Group I to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Houghton et al. (eds.)]”, Cambridge University Press. Cambridge and New York, 525-582.

Hegerl GC, Zwiers FW, Braconnot P, Gillett NP, Luo Y, Marengo Orsini JA, Nicholls N, Penner JE and Stott PA (2007) Understanding and attributing climate change. The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the FAR of the IPCC. Cambri. Uni, 667.

Chen H, Guo Sh, Xu Chyu and Singh VP (2007)  Historical temporal trends of hydro-climatic variables and runoff response to climate variability and their relevance in water resource management in the Hanjiang basin, Journal of  Hydrology 344:  171– 184.

Hulme M and Brown O (1998) Portraying climate scenario uncertainties in relation to tolerablregional climate change, Climate Research 10: 1-14.

Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), (2007) The Synthesis Report, Observed changes in climate and their effects, Climate Change 1, 30.

Jamab (1999) Comprehensive assessment of national water resources: Karoun And Dez River Basin, JAMAB Consulting Engineers in Association with Ministry of Energy, Iran. (In Farsi).

 Lambert FH, Gillett NP, Stone DA and Huntingford C (2005) Attribution studies of observed land precipitation changes with nine coupled models, Geophysical Research Letters 32(18): 1-4.

Lane ME, Kirshen PH and Vogel RM (1999) Indicators of impact of global climate change on U.S. water resources, ASCE, Journal of Water Resources Plan and Managment 125(4): 194-204.

Mitchell TD (2003) Pattern Scaling: An examination of the accuracy of the technique for describing future climates, Climatic Change 60: 217-242.

Oldenborgh GJ, Philip SY and Collins M (2005) El Ni ˜no in a changing climate: a multi-model study, Ocean Science 1: 81–95.

Ruosteenoja K, Carter TR, Jylhä K and Heikki T (2002) Future climate in world regions: an intercomparison of model-based projections for the new IPCC emissions scenarios, Finnish Environment Institute Publishing. Finland

Von Storch H and  Zwiers FW (2002) Statistical Analysis in Climate Research, Cambridge University Press. UK. 494.

Wilby RL and Harris I (2006) A framework for assessing uncertainties in climate change impacts: low flow scenarios for the River Thames, UK.Water Resources Research 42, W02419, doi:10.1029/ 2005WR004065.

Wang G and Schimel D (2003) Climate change, climate modes, and climate impacts, Annual Review of Environment Research 28: 1–28.

Zhenmei Ma, Shaozhong Kang Lu Zhang, Ling Tong and Xiaoling S (2008) Analysis of impacts of climate variability and human activity on streamflow for a river basin in arid region of northwest China, Journal of  Hydrology 352: 239-249.