تحلیل عملکرد مدل‌های ریزمقیاس‌نمایی فازی و SDSM در ارزیابی تغییرات اقلیمی تحت سناریوهای RCP در شهر تهران

نویسندگان

1 استاد، دانشکده مهندسی، دانشگاه گوئلف، گوئلف، انتاریو، کانادا.

2 دانشجوی دکتری، دانشکده مهندسی عمران، آب و محیط زیست، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران.

3 دانشیار، دانشکده مهندسی عمران، آب و محیط زیست، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران.

doi
چکیده

اثرات تغییر اقلیم بر متغیرهای آب و هوایی، از جمله چالش‌های شهرهای بزرگ است. در این تحقیق، به دو هدف اصلی شامل ارزیابی متغیرهای اقلیمی شهر تهران تحت سناریوهای RCP در دوره 2040-2021 و تحلیل عملکرد منطق فازی در ریزمقیاس‌نمایی پرداخته شده است. بدین منظور از هشت مدل CMIP5 تحت سناریوهای RCP2.6، RCP4.5 و RCP8.5 استفاده گردید و هفت متغیر شامل دماهای متوسط، حداکثر و حداقل، بارش، رطوبت نسبی، سرعت متوسط باد و ساعات آفتابی ارزیابی شدند. با توجه به عدم‌قطعیت ناشی از‌ خروجی‌های متفاوت CMIP5، مقدار روزانه متغیرهای اقلیمی در آینده با استفاده از میانگین وزنی مدل‌ها (براساس توانایی‌شان در شبیه‌سازی دوره پایه 2018-1989) محاسبه گردید. به‌منظور ریزمقیاس‌نمایی خروجی‌های CMIP5، ضمن استفاده از مدل ریزمقیاس‌نمایی آماری (SDSM)، مدل ریزمقیاس‌نمایی فازی (FDSM) نیز تدوین شد. عملکرد مدل‌های ریزمقیاس‌نمایی، به‌وسیله شاخص‌های آماری R2، RMSE، NSE و MAE تحلیل گردید. نتایج شاخص‌های آماری و مقایسه مقادیر شبیه‌سازی‌شده توسط FDSM و SDSM، بیانگر عملکرد بالای هر دو مدل و قابلیت مناسب رویکرد فازی در ریزمقیاس‌نمایی متغیرهای اقلیمی شهر تهران است. همچنین، نتایج حاکی از عدم برتری مطلق یک مدل بر مدل دیگر ریزمقیاس‌نمایی است. اما با اختلاف اندکی، عملکرد FDSM برای دماهای متوسط، حداکثر و حداقل و عملکرد SDSM برای بارش، رطوبت نسبی، سرعت باد و ساعات آفتابی بهتر بود که به‌عنوان مدل‌های ریزمقیاس‌نمایی برتر انتخاب شدند. نتایج دوره آتی بیانگر روند صعودی تغییرات سالانه دمای متوسط، دمای حداکثر، بارش و سرعت باد است؛ به‌طوری‌که میانگین سالانه آ‌ن‌ها به ترتیب حداکثر 1.29Cو 1.57Cبرای RCP8.5 و 10 میلی‌متر برای RCP2.6 و 0.8 متر‌ بر ثانیه برای RCP8.5 افزایش می‌یابند. همچنین میانگین بلندمدت ماهانه دماهای متوسط و حداکثر برای هر سه سناریو، افزایش محسوسی در تابستان دارند. برای بارش، ثبات نسبی در تابستان و افزایش در زمستان و ابتدای بهار پیش‌بینی می‌گردد. اما تغییرات دمای حداقل، رطوبت نسبی و ساعات آفتابی، بیانگر ثبات نسبی هستند.