بررسی اثرهای تغییر اقلیم بر منابع آب استان هرمزگان با استفاده از مدل‌های CMIP6 تحت سناریوهای مختلف خط سیر اجتماعی- اقتصادی مشترک (SSPs)

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری مدیریت و کنترل بیابان، گروه مهندسی منابع طبیعی، دانشکده مهندسی کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه هرمزگان، بندرعباس، ایران

2 استاد، گروه مهندسی منابع طبیعی، دانشکده مهندسی کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه هرمزگان، بندرعباس، ایران

3 دانشیار، گروه مهندسی منابع طبیعی، دانشکده مهندسی کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه هرمزگان، بندرعباس، ایران

4 دانشیار، گروه علوم جغرافیایی، دانشکده علوم انسانی، دانشگاه هرمزگان، بندرعباس، ایران

doi
10.22092/ijrdr.2025.134287
چکیده

چکیدهسابقه و هدففرایند تغییر اقلیم به‌ویژه تغییرات دما و بارش یکی از مهمترین مباحث در قلمرو علوم محیطی است. این پدیده به‌دلیل ابعاد علمی و کاربردی آن (اثرهای محیطی و اقتصادی- اجتماعی) از اهمیت بیشتری برخوردار است، زیرا سامانه‌های انسانی وابسته به عناصر اقلیمی مانند منابع آب، کشاورزی، صنایع و امثال آن بر مبنای ثبات و پایداری اقلیم طراحی شده و عمل می‌کنند. از سویی، تأثیر تغییر اقلیم بر منابع تأمین آب قابل توجه است و نیازمند بررسی بیشتر می‌باشد. این تأثیر به‌ویژه در مناطق خشک و نیمه‌خشک مانند مناطق جنوبی کشور و به‌ویژه استان هرمزگان نگران‌کننده‌تر است. استان هرمزگان به‌دلیل قرار گرفتن بر روی کمربند خشک و نوار بیابانی و با دریافت سهم اندک نزولات آسمانی و بارش‌های حدی با شرایط اقلیمی و اکوسیستم محیط طبیعی سخت و شکننده و دوره‌های طولانی خشکسالی مواجه می‌باشد. بنابراین اگر بتوان دورنمایی از شرایط اقلیمی حاکم بر استان و موجودیت آب در دسترس آن را برای سال‌های آینده ترسیم نمود، به‌طبع امکان تصمیم‌گیری بلندمدت مؤثرتری برای برخورداری از منابع طبیعی استان با هدف جلوگیری از کاهش توان اکولوژیک فراهم خواهد آمد.مواد و روش‌هامنطقه مورد مطالعه پژوهش، استان هرمزگان در جنوب ایران است که به‌دلیل قرار گرفتن بر روی کمربند خشک و نوار بیابانی با شرایط اقلیمی و اکوسیستم محیط طبیعی شکننده و دوره‌های طولانی خشکسالی مواجه است (شکل 1). از آنجا که آب ظرفیت در دسترس دربرگیرنده چندین پارامتر می‌باشد، شاخص مناسبی برای مطالعه بلندمدت تغییر اقلیم و بیابان‌زایی محسوب می‌شود. از این‌رو، در این پژوهش ضمن ارزیابی مدل‌های مختلف CMIP6، تغییرات دما، بارش، ظرفیت تبخیر و تعرق و شاخص آب ظرفیت در دسترس در دو دوره آینده نزدیک (2060-2031) و آینده دور (2100- 2071) نسبت به دوره مشاهداتی (2023- 1993) تحت دو سناریوی SSP2-4.5 و SSP5-8.5 بررسی گردید. برای انجام این پژوهش، ابتدا داده‌های روزانه دما و بارش برای شش ایستگاه هواشناسی مورد مطالعه (بندرعباس، بندرلنگه، حاجی‌آباد، ابوموسی، میناب و جاسک) در دوره (2023- 1993) از پایگاه http://data.irimo.ir دریافت شد. همچنین برونداد بارش و دمای میانگین 14 مدل CMIP6 برای دوره پایه (2014-1993)، دوره آینده نزدیک و دوره آینده دور از پایگاه داده ESGF استخراج شد (جدول 1). در ادامه، از دو سناریوی خط سیر اجتماعی- اقتصادی مشترک (SSPs) یعنی SSP2-4.5 که جهان با توسعه اجتماعی– اقتصادی در شرایط معمول را با آسیب‌پذیری و سطح واداشت تابشی متوسط در نظر می‌گیرد و سناریوی SSP5-8.5 که حد بالای مصرف سوخت فسیلی و الگوی مصرف بالای انرژی را نشان می‌دهد، استفاده شد. مدل‌های اقلیمی با روش تصحیح اریبی نسبت‌گیری خطی (LSBC) برای متغیر دما و روش تغییر عامل دلتا (DCF) برای بارش ایستگاه‌های مورد مطالعه ریزمقیاس شدند. برای ارزیابی مدل‌ها از سنجه‌های RMSE، MSE، MAE، R و R2 استفاده شد. همچنین، برای درک بهتر و کاهش عدم قطعیت نیز از روش IWM برای همادی کردن مدل‌های منتخب استفاده شد. سپس به پیش‌نگری تغییرات دما، بارش، ظرفیت تبخیر و تعرق و آب ظرفیت در دسترس در دو دوره زمانی آینده نسبت به دوره مشاهداتی پرداخته شد. روند تغییرات شاخص آب ظرفیت در دسترس در دوره‌های زمانی مذکور نیز با استفاده از آزمون ناپارامتری من-کندال و تخمین‌گر شیب سن بررسی شد.نتایجنتایج نشان داد که روش همادی کردن مدل‌ها، دقت مناسبی برای شبیه‌سازی دما و بارش دارد. نتایج پیش‌نگری نشان داد که بارش در دوره آینده نزدیک (2060-2031) براساس سناریوی SSP2-4.5 به میزان 97/9 درصد و براساس سناریوی SSP5-8.5 به میزان 5/14 درصد کاهش پیدا خواهد کرد. در آینده دور (2100-2071) نیز میزان بارش نسبت به دوره پایه (2023- 1993) براساس سناریوهای مذکور به ترتیب 20 و 5/21 درصد کاهش خواهد یافت (شکل 3). بررسی تغییرات دما نیز نشان می‌دهد که براساس سناریوی SSP2-4.5 میزان دما در منطقه مورد مطالعه در دو دوره آینده مورد بررسی (2060-2031 و 2100-2071) نسبت به دوره پایه (2023- 1993) به ترتیب 3/1 و 2/2 درجه سلسیوس افزایش خواهد یافت. این تغییرات براساس سناریوی SSP5-8.5 شدیدتر خواهد شد، به‌طوری‌که میزان تغییرات در دو دوره مذکور نسبت به دوره پایه به ترتیب به 2/2 و 5/4 درجه سلسیوس افزایش خواهد یافت. این در حالی است که دما افزایش پیدا خواهد کرد و میزان این افزایش در دوره آینده نزدیک و دور به ترتیب برابر با 7/1 و 3/3 درجه سلسیوس افزایش نسبت به دوره مشاهداتی خواهد بود (شکل 4).نتیجه‌گیریبراساس نتایج حاصل از سناریوهای مورد بررسی، میزان ظرفیت تبخیر و تعرق افزایش و میزان ظرفیت آب در دسترس کاهش می‌یابد. در دوره آینده نزدیک، میزان افزایش ظرفیت تبخیر و تعرق به‌طور متوسط 02/5 درصد و کمبود آب در دسترس 9/8 درصد افزایش و در دوره آینده دور، ظرفیت تبخیر و تعرق 5/12 درصد و کمبود آب در دسترس 3/17 درصد افزایش پیدا خواهد کرد. بررسی سری زمانی متغیرهای مذکور نیز نتایج حاصل را تأیید می‌کند. یافته‌های این پژوهش می‌تواند به عنوان ابزاری راهبردی برای سیاست‌گذاران و مدیران منابع آب در استان هرمزگان استفاده شود.