ارزیابی پیامدهای تغییر اقلیم بر متغیرهای اصلی اقلیم (ECVs) در ایران

نوع مقاله : مقاله پژوهشی‌

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری آب و هواشناسی، گروه جغرافیا، دانشگاه یزد.

2 استاد آب و هواشناسی، گروه جغرافیا، دانشگاه یزد

3 دانشیار اقلیم شناسی،گروه جغرافیا، دانشگاه فردوسی مشهد.

4 دانشیار آب و هواشناسی، گروه جغرافیا، دانشگاه یزد.

5 پژوهشگر پسادکتری اقلیم شناسی، دانشگاه فردوسی مشهد، گروه جغرافیا، مشهد

چکیده

برآورد اینکه چگونه اقلیم یک منطقه تحت گرمایش جهانی درآینده تغییر خواهد کرد، چالش‌برانگیز است. این پژوهش با هدف بررسی کارایی مدل‌های CMIP6 در برآورد دما، تندی باد و رطوبت نسبی و پیش نگری آن‌ها در دوره‌های آینده انجام شده است. این سه متغیر نقش کلیدی در تنش گرمایی دارند؛ لذا مطالعه آن‌ها در شرایط تغییر اقلیم ضروری است. برای بررسی متغیرهای اقلیمی یک چند مدلی همادی با روش IWM از برونداد پنج مدل CMIP6 تولید شد. نتایج نشان داد که CMIP6-MME هم از نظر میانگین اقلیمی و هم پراکنش فضایی با داده‌های مشاهداتی در توافق است و کارایی آن نسبت به مدل‌های منفرد افزایش یافته است. همگام با روند افزایشی دما در ایران، تندی باد در بیش‌تر مناطق کشور در اواخر قرن 21 تحت دو سناریوی SSP کاهش می‌یابد. این روند کاهشی می‌تواند در نتیجه کاهش ناپایداری جو و افزایش دمای پتانسیل باشد. بطوریکه در آینده دور، شمال‌غرب بیشینه بی‌هنجاری افزایشی را دما با مقدار 5.9 درجه سلسیوس و بیشینه بی‌هنجاری کاهشی تندی باد را با مقدار 0.57 متر/ثانیه تحت سناریو SSP5-8.5 نشان داده است. کاهش رطوبت نسبی در ایران از دهه 1990 مشهود است و نتایج به دست آمده در این پژوهش حاکی از روند کاهشی آن در بخش‌های بزرگی از ایران در آینده است. بطوریکه رطوبت نسبی در آینده دور در متوسط پهنه‌ای ایران تحت سناریو SSP5-8.5 به مقدار 2.17 درصد کاهش خواهد یافت. در مقابل رطوبت نسبی در جنوب شرقی ایران بی‌هنجاری افزایشی با مقدار بیش از 1 درصد تحت هر دو سناریو را دارد که احتمالاً می‌تواند در نتیجه فعالیت‌های بیشتر موسمی تابستانه آسیایی (ASM) در این منطقه از ایران طی دهه‌های آتی باشد. نتایج این مطالعه نشان می‌دهد که تنش گرمایی به دلیل کاهش تندی باد و افزایش دما در سرتاسر ایران تحت سناریو SSP5-8.5 به‌طور قابل‌توجهی بیشتر از سناریو SSP2-4.5 خواهد بود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Impacts of climate change on the essential climate variables (ECVs) in Iran

نویسندگان [English]

  • Elham Kadkhoda 1
  • Kamal Omidvar 2
  • Azar zarrin 3
  • Ahmad Mazidi 4
  • Abbasali Dadashi-Roudbari 5
1 PhD student of Climatology, Department of Geography, Yazd University.
2 Professor of Climatology, Department of Geography, Yazd University.
3 Associate Professor of Climatology, Department of Geography,, Ferdowsi University of Mashhad.
4 Associate Professor of Climatology, Department of Geography, Yazd University.
5 Postdoctoral Researcher of Climatology, Ferdowsi University of Mashhad, Department of Geography, Mashhad.
چکیده [English]

It is challenging to estimate how the climate of a region will change under global warming in the future. Among the essential climate variables, temperature, relative humidity, wind speed, and relative humidity are very important, and their changes in relation to each other can have many consequences, such as increasing heat stress and evapotranspiration.

In this research, we investigated future temperature, wind speed, and relative humidity in Iran. Five models including GFDL-ESM4, IPSL-CM6A-LR, MPI-ESM1-2-HR, MRI-ESM2-0, and UKESM1-0-LL from the Coupled Model Intercomparison Project Phase 6 (CMIP6) have been evaluated versus observations for 1990-2014. A multi-model ensemble was generated with the Integrated weighted Mean (IWM) method from selected CMIP6 models, and the performances of individual CMIP6 and CMIP6-MME models in estimating temperature, wind speed, and relative humidity were investigated. The results showed that all five selected models are capable to reproduce the variables, however, the CMIP6-MME significantly improved the results. The CMIP6-MME showed good agreement with observational data both in terms of climatology and spatial distribution of each variable, and its performance is higher compared to individual models.

We used two Shared Socioeconomic Pathways (SSPs), namely SSP2-4.5 and SSP5-8.5, and three-time periods including near-term (2026-2050), midterm (2051-2075), and long-term (2076-2100) relative to the historical period (1990-2014).

The results of this study showed that Iran will undergo changes in temperature, wind speed, and relative humidity spatial distribution in the future. The decrease in relative humidity and dryness of the air in the future can have important consequences for agriculture, food security, and water resources management. The findings of this study, in agreement with previous studies, emphasize the significant increase in temperature throughout Iran. The average annual temperature of the country increases by 1.40, 2.34, and 2.99 degrees Celsius in the near (2026-2050), middle (2051-2075), and far (2076-2100) future under the SSP2-4.5 scenario. Under the SSP5-8.5 scenario, it increases by 1.83, 3.58, and 5.58 degrees Celsius, respectively.

Along with the increasing trend of temperature in Iran, wind speed will decrease in most regions of the country in the middle and end of the 21st century under two SSP scenarios. This decreasing trend can be a result of decreasing atmospheric instability and increasing potential temperature. The northwest of Iran has shown the maximum increasing temperature and the maximum decreasing wind speed. The decrease in relative humidity in Iran has been evident since the 1990s, and the projection results indicate that it will decrease in large parts of Iran in the future. However, the relative humidity in the southeast of Iran shows an increasing rate in the future. Results of this study show that the heat stress will be significantly higher through SSP5-8.5 than SSP2-4.5 in the 21st century due to the decrease in wind speed and increase in temperature throughout Iran. Therefore, Iran should quickly move on to formulate and implement long-term adaptation plans for resilience against climate change.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Climate change
  • temperature
  • wind speed
  • relative humidity
  • CMIP6-MME
  • Iran