| تعداد نشریات | 127 |
| تعداد شمارهها | 7,120 |
| تعداد مقالات | 76,539 |
| تعداد مشاهده مقاله | 152,995,925 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 115,153,749 |
پیشبینی تغییرات الگوهای باد و تبخیر دریای خزر تحت سناریوهای مختلف تغییر اقلیم | ||
| تحقیقات آب و خاک ایران | ||
| دوره 56، شماره 12، اسفند 1404، صفحه 3455-3474 اصل مقاله (1.98 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22059/ijswr.2025.403700.670021 | ||
| نویسندگان | ||
| ندا رضاوند منفرد1؛ مهدی مظاهری* 1؛ سید مصطفی سیادت موسوی2 | ||
| 1دپارتمان مهندسی و مدیریت آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران مدرس | ||
| 2دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران | ||
| چکیده | ||
| تغییرات اقلیمی تأثیرات عمیقی بر فرآیندهای هیدرولوژیکی دارد و در این میان، تبخیر و الگوهای بادی دو عامل کلیدی و تعیینکننده به شمار میروند. در این پژوهش، با استفاده از خروجی ۱۸ مدل اقلیمی پروژه CMIP6 و تحت چهار سناریوی انتشار SSP1-2.6) ، SSP2-4.5، SSP3-7 و (SSP5-8.5، تغییرات تبخیر و باد در دریای خزر طی دوره 2021 تا 2100 مورد بررسی قرار گرفتند. در گام نخست، عملکرد مدلها با دادههای مشاهداتی دوره پایه (2020-1980) مقایسه و خطایابی شدند؛ سپس دو مدل با بهترین عملکرد یعنی MPI-ESM1-2-HR و MIROC6 برای تحلیلهای نهایی انتخاب شدند. نتایج نشان داد که میانگین سالانه تبخیر نسبت به دوره پایه مشاهداتی در تمامی سناریوها افزایش خواهد یافت؛ بهگونهای که در سناریوی SSP1-2.6 در حدود 11%، 23% در SSP2-4.5، 26% در SSP3-7.0 و 31% در SSP5-8.5 افزایش پیشبینی میگردد. این افزایش در فصول گرم، بهویژه تابستان و اوایل پاییز، شدیدتر بوده و در برخی ماهها رشد تا 60٪ نسبت به مقدار پایه مشاهده میشود. از سوی دیگر، الگوهای باد نیز تغییرات چشمگیری را نشان میدهند. بر اساس سناریوهای مختلف، میانگین سرعت باد در آینده بین 2 تا 6 متر بر ثانیه متغیر خواهد بود. در زمستان، با تأثیر سیستمهای پرفشار سیبری، مقادیر بالاتر از 6 متر بر ثانیه ثبت میشود. این تغییرات، علاوه بر تشدید تبخیر از طریق جایگزینی هوای اشباع با هوای خشک، پیامدهای گستردهای بر هیدرودینامیک، گردش جریانات، بیلان آبی و اکوسیستمهای حساس همچون خلیج گرگان و خلیج قرهبغاز خواهند داشت. یافتههای این مطالعه نشان میدهند که ترکیب افزایش تبخیر و تغییر الگوهای بادی میتواند تراز آبی و پایداری اکولوژیک دریای خزر را بهطور جدی تهدید کند. بنابراین، توجه به این تحولات در برنامهریزیهای مدیریت منابع آب و سیاستگذاریهای منطقهای ضروری است.تغییرات اقلیمی تأثیرات عمیقی بر فرآیندهای هیدرولوژیکی دارد و در این میان، تبخیر و الگوهای بادی دو عامل کلیدی و تعیینکننده به شمار میروند. در این پژوهش، با استفاده از خروجی ۱۸ مدل اقلیمی پروژه CMIP6 و تحت چهار سناریوی انتشار SSP1-2.6) ، SSP2-4.5، SSP3-7 و (SSP5-8.5، تغییرات تبخیر و باد در دریای خزر طی دوره 2021 تا 2100 مورد بررسی قرار گرفتند. در گام نخست، عملکرد مدلها با دادههای مشاهداتی دوره پایه (2020-1980) مقایسه و خطایابی شدند؛ سپس دو مدل با بهترین عملکرد یعنی MPI-ESM1-2-HR و MIROC6 برای تحلیلهای نهایی انتخاب شدند. نتایج نشان داد که میانگین سالانه تبخیر نسبت به دوره پایه مشاهداتی در تمامی سناریوها افزایش خواهد یافت؛ بهگونهای که در سناریوی SSP1-2.6 در حدود 11%، 23% در SSP2-4.5، 26% در SSP3-7.0 و 31% در SSP5-8.5 افزایش پیشبینی میگردد. این افزایش در فصول گرم، بهویژه تابستان و اوایل پاییز، شدیدتر بوده و در برخی ماهها رشد تا 60٪ نسبت به مقدار پایه مشاهده میشود. از سوی دیگر، الگوهای باد نیز تغییرات چشمگیری را نشان میدهند. بر اساس سناریوهای مختلف، میانگین سرعت باد در آینده بین 2 تا 6 متر بر ثانیه متغیر خواهد بود. در زمستان، با تأثیر سیستمهای پرفشار سیبری، مقادیر بالاتر از 6 متر بر ثانیه ثبت میشود. این تغییرات، علاوه بر تشدید تبخیر از طریق جایگزینی هوای اشباع با هوای خشک، پیامدهای گستردهای بر هیدرودینامیک، گردش جریانات، بیلان آبی و اکوسیستمهای حساس همچون خلیج گرگان و خلیج قرهبغاز خواهند داشت. یافتههای این مطالعه نشان میدهند که ترکیب افزایش تبخیر و تغییر الگوهای بادی میتواند تراز آبی و پایداری اکولوژیک دریای خزر را بهطور جدی تهدید کند. بنابراین، توجه به این تحولات در برنامهریزیهای مدیریت منابع آب و سیاستگذاریهای منطقهای ضروری است. | ||
| کلیدواژهها | ||
| الگوی باد؛ تبخیر تغییرات اقلیمی؛ دریای خزر؛ مدلهای اقلیمی | ||
| مراجع | ||
|
Akbari, M., Baubekova, A., Roozbahani, A., Gafurov, A., Shiklomanov, A., Rasouli, K., & Haghighi, A. T. (2020). Vulnerability of the Caspian Sea shoreline to changes in hydrology and climate. Journal of Coastal Research, 36(3), 555–568. https://doi.org/10.2112/JCOASTRES-D-19-00111.1 Andrews, T., Slingo, J., McDonald, A., & Williams, K. D. (2020). HadGEM3-GC31 climate model: Configuration and performance. Geoscientific Model Development, 13(5), 2103–2125. https://doi.org/10.5194/gmd-13-2103-2020 Bi, D., Dix, M., Marsland, S., O’Farrell, S., Rashid, H., Uotila, P., ... & Puri, K. (2020). Boucher, O., Servonnat, J., Albright, A. L., Aumont, O., Balkanski, Y., Bastrikov, V., ... & Vuichard, N. (2020). Presentation and evaluation of the IPSL-CM6A-LR climate model. Journal of Advances in Modeling Earth Systems, 12(7), e2019MS002010. https://doi.org/10.1029/2019MS002010 Chen, J., Wang, Q., & Liu, Y. (2021). Impacts of climate change on Caspian Sea salinity and circulation: (CMIP6) model projections. Journal of Marine Systems, 221, 103–114. https://doi.org/10.1016/j.jmarsys.2021.103799 Chylek, P., Lohmann, U., & Kiehl, J. T. (2024). Evaluation of (CMIP6) models for climate projections. Climate Dynamics, 62(3-4), 1455–1473. https://doi.org/10.1007/s00382-023-07050-5 Dero, M., Gharbi, A., & Tarchouna, R. (2020). Environmental and geopolitical implications of Caspian Sea water level decline. Environmental Science and Policy, 106, 1–12. https://doi.org/10.1016/j.envsci.2020.04.012 Dunne, J. P., Horowitz, L. W., Adcroft, A. J., Ginoux, P., Held, I. M., John, J. G., ... & Zhao, M. (2020). The GFDL Earth System Model version 4 (GFDL-ESM4). Journal of Advances in Modeling Earth Systems, 12(1), e2019MS002015.https://doi.org/10.1029/2019MS002015 Enayati, H., Kashi, H., & Khatibi, R. (2021). Comparative analysis of machine learning models for streamflow prediction in arid basins. Environmental Earth Sciences, 80, 512. Eyring, V., Bony, S., Meehl, G. A., Senior, C. A., Stevens, B., Stouffer, R. J., & Taylor, K. E. (2024). Overview of (CMIP6) experimental design and climate projections. Geoscientific Model Development, 17(2), 879–911. https://doi.org/10.5194/gmd-17-879-2024 Gupta, S., Sinha, S., & Sharma, A. (2009). Climate model evaluation and applications. Atmospheric Science Letters, 10(3), 157–162. https://doi.org/10.1002/asl.198 Hajima, T., Watanabe, M., Yamamoto, A., Tatebe, H., Noguchi, M. A., Abe, M., ... & Tachiiri, K. (2020). Description of the MIROC-ES2L Earth system model and evaluation of its climate–biogeochemical processes and feedbacks. Geoscientific Model Development, 13(5), 2197–2244. https://doi.org/10.5194/gmd-13-2197-2020 Hosseini, S. M., Ahmadi, M., & Mohammadi, F. (2020). Assessment of evaporation changes in the Caspian Sea using satellite-based models. Journal of Water and Climate Change, 11(4), 1234–1245. Hoseini, S. M., Soltani, M., & Enayati, M. H. (2023). Projected changes in evaporation over the Caspian Sea using (CMIP6) models. Journal of Hydrology, 625, 127–140. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2023.127140 Ibrayev, R. A., Özsoy, E., & Yetimoglu, S. (2010). Modeling circulation and hydrography of the Caspian Sea. Ocean Science, 6, 311–329 Kobayashi, S., Ota, Y., & Onogi, K. (2020). MIROC6 climate model: Development and evaluation. Journal of Meteorological Society of Japan, 98(1), 1–28. https://doi.org/10.2151/jmsj.2020-001 Kruglova, O., & Myslenkov, A. (2023). Wind rose analysis for the Caspian Sea: Implications for regional hydrodynamics. Journal of Marine Science and Engineering, 11(4), 455. https://doi.org/10.3390/jmse11040455 Mauritsen, T., Bader, J., Behrens, J., & Brokopf, R. (2019). ((MPI-ESM1-2-HR)) model description and evaluation. Journal of Advances in Modeling Earth Systems, 11, 998–1034. https://doi.org/10.1029/2018MS001400 Notz, D., & Community, C. (2020). Evaluation of (CMIP6) models for polar sea ice sensitivity. Geophysical Research Letters, 47(8), e2020GL087123. https://doi.org/10.1029/2020GL087123 O’Neill, B. C., Tebaldi, C., van Vuuren, D. P., Eyring, V., Friedlingstein, P., Hurtt, G., ... & Zwiers, F. (2016). The Scenario Model Intercomparison Project (ScenarioMIP) for CMIP6. Geoscientific Model Development, 9(9), 3461–3482. Panin, G. N., & Dzyuba, A. V. (2003). Long-term changes in the Caspian Sea level and their causes. Water Resources, 30(5), 496–505. Salman, A. A., Ismail, T., & Abubakar, S. D. (2020). Evaluation of CMIP6 GCMs for temperature and precipitation projections over the Middle East. Theoretical and Applied Climatology, 142, 1829–1844. Serykh, I. V., & Kostianoy, A. G. (2020). Climate change impact on the hydrology of the Caspian Sea region Continental Shelf Research, 198, 104115 Song, S., Chen, D., & Chen, H. (2020). Evaluation of CMIP6 models for climate simulation over Asia. Climate Dynamics, 55, 173–187. Swart, N. C., Cole, J. N. S., Kharin, V. V., Lazare, M., Scinocca, J. F., Gillett, N. P., ... & Christian, J. R. (2019). The Canadian Earth System Model version 5 (CanESM5).Geoscientific Model Development, 12(11), 4823–4873. https://doi.org/10.5194/gmd-12-4823-2019 Tatebe, H., Ogura, T., Nitta, T., Komuro, Y., Ogochi, K., Takemura, T., ... & Ishii, M. (2019). Description and basic evaluation of simulated mean state, internal variability, and climate sensitivity in MIROC6. Geoscientific Model Development, 12(7), 2727–2765. https://doi.org/10.5194/gmd-12-2727-2019 Wu, T., Lu, Y., Fang, Y., Xin, X., Li, L., Li, W., ... & Zhang, F. (2019).The Beijing Climate Center Climate System Model (BCC-CSM): The main progress from CMIP5 to CMIP6. Wu, T., Zhou, T., & Bi, D. (2019). BCC-CSM2-MR and BCC-ESM1 climate models: Description and evaluation. Advances in Atmospheric Sciences, 36(9), 1057–1074. https://doi.org/10.1007/s00376-019-8276-3 Yukimoto, S., Koshiro, T., Kawai, H., Oshima, N., Yoshida, K., Urakawa, S., ... & Tsujino, H. (2019). The Meteorological Research Institute Earth System Model version 2.0, MRI-ESM2.0: Description and evaluation of the physical component. Journal of the Meteorological Society of Japan, 97(5), 931–965. https://doi.org/10.2151/jmsj.2019-051 Yang, Y., Zhang, L., & Li, X. (2023). Biases in (CMIP6) surface air temperature simulations over Eurasia. Climate Research, 86(2), 101–118. https://doi.org/10.3354/cr01671 Samant, R., & Prange, M. (2023). Climate-driven 21st century Caspian Sea level decline estimated from (CMIP6) projections. Communications Earth & Environment, 4, 357. https://doi.org/10.1038/s43247-023-01017-8 | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 70 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 58 |
||