پژوهش های خشکسالی و تغییر اقلیم
سال:1402 | دوره:1 | شماره:1 (1) |تعداد مقالات:7

پایش خشک سالی یکی از اجزاء اساسی مدیریت ریسک خشک سالی می باشد. در این پژوهش، وضعیت خشک سالی در منطقه سمنان با استفاده از 13 مدل جهانی گردش عمومی جو، تحت دو سناریوی انتشار گازهای گلخانه ای (RCP4. 5 و RCP8. 5) و سه سطح ریسک (25/0، 50/0 و 75/0) مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور، شاخص خشک سالی بارش استاندارد شده (SPI) و شاخص شناسایی خشک سالی (RDI) برای سه دوره آتی (2039-2010، 2069-2040 و 2099-2070) و دوره گذشته (2009-1965) در چهار مقیاس زمانی مختلف (ماهانه، 3 ماهه، 6 ماهه و سالانه) محاسبه شد. شاخص SPI و RDI محاسبه شده برای سناریوهای مختلف تغییر اقلیم با نتایج دوره گذشته مقایسه شد. نتایج نشان داد که در سناریوی RCP8. 5 در مقایسه با سناریوی RCP4. 5، دوره های ترسالی و خشک سالی بیشتری وجود خواهد داشت. مدت خشک سالی پیش بینی شده توسط شاخص RDI نسبت به شاخص SPI (در مقیاس های سالانه و سه ماهه) تحت هر دو سناریوی انتشار در دوره آتی (2099-2010) نسبت به دوره گذشته (2009-1965) کاهش داشته است؛ اما تعداد خشک سالی ها افزایش یافته است. علاوه بر این، شاخص های خشک سالی RDI و SPI (تحت هر دو سناریوی انتشار) برای مقیاس های زمانی 3 ماهه و سالانه به ترتیب، افزایش و کاهش مقدار و شدت خشک سالی را نشان دادند. این نتایج بیانگر این است که افزایش ریسک خشک سالی در اثر گرمایش جهانی ناشی از فعالیت های انسانی، در حال افزایش است.

از آنجا که در ارزیابی های پیشین، روند دوره آماری بارش ایران بیشتر دارای دامنه 40 تا 50 سال نوسان بوده است، هدف از این مقاله ساخت سری زمانی دراز مدت شیراز و سپس ارزیابی روند بارش شیراز در بازه درازمدت 98 ساله است. آمار سه ایستگاه هواشناسی قدیمی شیراز به ترتیب ایستگاه های کنسولگری انگلیس، خیابان مشیر کهنه و ارتش سوم از منابع کهن و سازمان آب و سینوپتیک شیراز به عنوان منابع نوین گردآوری شدند. بازه زمانی این دو دوره به ترتیب 1345-1302 و 1400-1346 می باشد. تصادفی بودن و همگنی داده ها با کاربرد آزمون ران تست بررسی گردید. برای سنجش پیوستگی میانگین های دو دوره آماری نیز به ترتیب دو روش پارامتری و ناپارامتری تی-استیودنت و من-ویتنی بهره گیری شد. بررسی ها نشان داد که داده های شرکت آب منطقه ای را می توان دنباله دیدبانی های انجام شده بارش در ایستگاه های کنسولگری انگلستان و خیابان مشیر کهنه و ارتش سوم دانست، و سری زمانی 98 ساله به عنوان طولانی ترین دوره آماری را ساخت. با کاربرد آزمون ناپارامتری من-کندال و شیب خط سن چگونگی روند در سری زمانی بررسی گردید. یافته ها نشانگر آن بود که داده های بارش سالانه و آنومالی بارش دارای روند معنی دار نیستند. بارش فصل بهار و تابستان دارای روندی بالاسو و در فصل زمستان و فصل پاییز روندی دیده نشد. بنابراین از دیدگاه منابع آب و بیلان آبی، کاهشی در مقدار بارش دیده نمی شود و علت کمبود آب را باید در مصارف کشاورزی و شهرنشینی و پایش الگوی مصرف جستجو کرد.

در این مطالعه تاثیر تجزیه سری زمانی بارش در شبیه سازی مقادیر هدایت الکتریکی آب سطحی زیرحوضه اسکندری در شمال غرب حوضه آبریز سد زاینده رود در دوره آماری 99-1369 توسط دو الگوریتم پایه درخت تصادفی و جنگل تصادفی مورد بررسی قرار گرفت. تجزیه سری مشاهداتی بارش با استفاده از تئوری موجک، دابچیز 4 و در سطح 2 انجام شد. در ابتدا شبیه سازی مقادیر هدایت الکتریکی در زیرحوضه مورد مطالعه با استفاده از دو الگوریتم درخت تصادفی و جنگل تصادفی در دو فاز آموزش و آزمایش با توجه به مقادیر بارش متتاظر با مقادیر هدایت الکتریکی در مقیاس روزانه انجام شد. نتایج بیانگر کارایی مدل 0/67 و 0/73 در فاز آموزش به ترتیب برای الگوریتم های جنگل تصادفی و درخت تصادفی و کارایی 0/59 و 0/55 در فاز آزمایش برای الگوریتم های یاد شده توسط آماره نش-ساتکلیف بود. با تجزیه سری بارش به یک سری تقریبی و دو سری جزئی و افزایش بعد شبیه سازی تا 4 بعد، نتایج نشان داد که تلفیق تئوری موجک با الگوریتم های جنگل تصادفی و درخت تصادفی توانسته است میزان خطای شبیه سازی (RMSE) مقادیر هدایت الکتریکی را در فاز آموزش نسبت به دو الگوریتم جنگل تصادفی و درخت تصادفی به ترتیب حدود 77/5 و 54 درصد بهبود بخشد. این ارقام د فاز آزمایش به ترتیب حدود 10 و 22 درصد می باشد. نتایج نشان داد که با تجزیه سری مشاهداتی به سیگنال های جزئی و تقریبی، میزان خطا و کارایی مدل های مورد بررسی بهبود یافته است.

گرمایش جهانی و به تبع آن، پدیده تغییر اقلیم به عنوان یکی از مهم ترین چالش های محیط زیستی قرن اخیر به شمار می رود و در نتیجه نیاز به یک اجماع جهانی برای کاهش اثرات آن، بیش از پیش احساس می شود. در چنین بستری، قاعده گذاری در زمینه تغییر اقلیم از اهمیت بسزایی برخوردار است. در این پژوهش، قوانین مرتبط با سازگاری با تغییر اقلیم در کشورهای توسعه یافته از منظر محورهای موضوعی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. لذا ابتدا دسته بندی کشورها براساس شاخص توسعه انسانی ارزیابی گردید. سپس قوانین سازگاری با تغییر اقلیم براساس سیستم های اجتماعی-اکولوژیکی در قالب سه سیستم منابع، بازیگران و حکمرانی دسته بندی شد. در گام بعدی، روند زمانی و مکانی قوانین براساس این سیستم ها و زیرسیستم ها مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتایج به دست آمده حاکی از این است که قاعده گذاری در زمینه سازگاری با تغییر اقلیم در کشورهای توسعه یافته از سال 1957 آغاز شده و تا سال 2018 ادامه یافته که بیشترین سهم قاعده گذاری متعلق به قاره اروپا است. همچنین سیستم بازیگران بیشتر از دو سیستم دیگر مورد توجه قرار گرفته است. تجزیه و تحلیل زیرسیستم ها نشان می دهد که زیرسیستم های آب، انرژی و اقتصاد سراسری نسبت به سایر زیرسیستم ها در هر یک از سه سیستم مورد نظر، اهمیت بیشتری دارند. همچنین تصویب قوانین در زیرسیستم های آب، کشاورزی و سلامت و بهداشت پیش تر از سایرین، مورد توجه قرار گرفته است. در نهایت نشان داده شد که با گذشت زمان، قوانین شامل اهداف جامع تر و گسترده تر شده اند.

پدیده ی تغییر اقلیم، شدّت و استمرار دوره های خشکسالی، فراوانی رخ داد آن را در دهه های آینده تحت تأثیر قرار می دهد. ایران یکی از کشورهایی است که بیشترین خسارت را از خشکسالی متحمل شده است. نفوذپذیری خاک که اهمیت زیادی در طراحی و مدیریت آبیاری جویچه ای دارد نسبت به زمان تغییر می کند. این مسئله بر راندمان آبیاری جویچه ی تأثیر زیادی خواهد گذاشت. هدف از انجام این تحقیق، بررسی تغییرات زمانی پارامترهای معادله نفوذ کوستیاکوف-لوییس در آبیاری جویچه ای گیاه نیشکر می باشد. لذا مقادیر دبی ورودی، دبی خروجی و زمان پیشروی طی 4 نوبت آبیاری در یک فصل زراعی در 6 تکرار اندازه گیری شد. پارامترهای نفوذ با استفاده از داده های زمان پیشروی و هیدروگراف دبی ورودی و خروجی در تکرارهای مختلف به روش معادلة بیلان حجم برآورد شد. نتایج نشان داد که تغییرات زمانی معنی داری بین مقادیر متوسط و مقادیر ضرایب معادله نفوذ کوستیاکف-لوئیس در هر نوبت آبیاری در طول فصل زراعی وجود دارد و بیشترین تغییر مربوط به آبیاری اول بود، دامنه ی تغییرات پارامتر a در محدوده ی 0/59-0/009 و حداکثر این مقدار مربوط آبیاری اول (آبان ماه) و حداقل این مقدار برای آبیاری سوم (اردیبهشت ماه) بود، دامنة تغییرات در پارامتر k در محدوده ی 0/90-0/25 مشاهده شد که بیش ترین آن در آبیاری دوم (اسفندماه) و کمترین آن در آبیاری سوم (اردیبهشت ماه)مشاهده شد. مقادیر متوسط پارامتر سرعت نفوذ نهایی برابر5-10×m^3/m/min 7/333 با ضریب تغییرات 16 درصد بود. نتایج نشان داد که روند تغییرات زمانی پارامترهای نفوذ ثابت نبوده و نیاز به تحقیقات بیش تر در این زمینه می باشد.

خشک سالی پدیده ای است که علاوه بر کمبود منابع آب، موجب کاهش کیفیت آب های سطحی می شود. هدف انجام این پژوهش بررسی تأثیر خشک سالی بر کیفیت آب رودخانه کشف رود می باشد. به منظور انجام مطالعه، آمار بارش، دما و داده های کیفی شش ایستگاه هواشناسی و هیدرومتری طی دوره آماری 30 ساله (1398-1368) استفاده شد. با استفاده از نتایج شاخص SPI و SPEI محاسبه شده، سال 1371 و 1392 به عنوان ترسالی و خشک سالی مشترک بین تمام ایستگاه ها انتخاب گردید. تغییرات پارامترهای کیفی آب در کل دوره آماری و خشک سالی و ترسالی بررسی شد. نتایج نشان داد میانگین پارامترهای کیفی آب در خشک سالی تغییرات قابل ملاحظه ای داشته اند. در تمامی ایستگاه ها غلظت پارامترهای TDS، EC، کاتیون های Ca، Mg و Na و آنیون های SO4-، HCo3-و Cl-در خشک سالی نسبت به میانگین درازمدت افزایش یافته است. حداکثر آن برای پارامتر کلر و در ایستگاه اولنگ اسدی به مقدار 7/66 میلی گرم بر لیتر می باشد. در مقابل، زمانی که شاخص های خشک سالی افزایش داشته و ترسالی رخ داده است، مقدار کلر 32/73 درصد کاهش داشته است. با توجه به افزایش دما در خشک سالی و افزایش مقدار EC، بیشترین درصد تغییرات در ایستگاه اولنگ اسدی با 70/73 درصد و کمترین آن در ایستگاه گلمکان 1/75 درصد می باشد. بر اساس نتایج، میانگین غلظت کاتیون ها و آنیون ها در ایستگاه اولنگ اسدی نسبت به ایستگاه گلمکان حدود 5 برابر افزایش نشان می دهد. در نهایت می توان نتیجه گرفت با کاهش میزان بارندگی، افزایش دما و شروع خشک سالی، کیفیت آب بخصوص در ایستگاه های پایین دست کاهش یافته است.

با توجه به وضعیت منابع آب کشور ایران، استفاده از آب های نامتعارف به منظور آبیاری امری اجتناب ناپذیر است. بنابراین بررسی واکنش گیاهان مختلف نسبت به شوری به صورت منطقه ای ضروری می باشد. برای این منظور، آزمایشی در مزرعه تحقیقاتی دانشکده کشاورزی دانشگاه لرستان انجام گرفت. در این تحقیق از مینی لایسیمترها (گلدان ها) با قطر 24 و ارتفاع 30 سانتی متر استفاده گردید. آبیاری به روش وزنی انجام شد. تیمارهای آبیاری شامل سطوح مختلف شوری (صفر (S0)، 2(S1)، 4(S2)، 6(S3) و 8(S4) دسی زیمنس بر متر)، بود که برای تهیه این غلظت ها از نمک NaCl استفاده شد. طول دوره رشد مرزه حدود 100 روز بود و میزان تبخیر و تعرق پتانسیل زیره سیا وتبخیر و تعرق مرجع 758/68 و 884/26 میلیمتر بر روز به دست آمد. نتایج این تحقیق نشان داد اثر تنش شوری بر روی خصوصیات مورفولوژیکی مانند ارتفاع گیاه، قطر ساقه و همچنین وزن خشک برگ و سرشاخه گلدار، ریشه و ساقه در سطح احتمال یک درصد معنی دار بود. با افزایش تنش شوری، صفات مورفولوژیکی کاهش یافتند. میزان عملکرد (ماده خشک برگ و گل و سرشاخه) در تیمارهای S0، S1، S2، S3 و S4 به ترتیب برابر1732، 1598، 1412، 1328 و 1230 کیلوگرم بر هکتار به دست آمد. درصد اسانس گیاه مرزه با افزایش تنش شوری، به صورت معنی داری افزایش یافت و در تیمار S4، میزان اسانس، 66/6 درصد افزایش یافت. محتوای نسبی آب برگ با افزایش سطح شوری کاهش یافت و در تیمارهای مختلف تنش به ترتیب برابر83/51، 73/29، 65/79، 64/55 و60/52 درصد بود.