یکی از تبعات بارز پدیده تغییر اقلیم، تاثیر آن بر سیستم منابع آب می باشد که می تواند مدیریت آن را با چالشهای جدی همراه نماید. بررسی شیوه ها و راهکارهای مناسب در تطبیق با این پدیده از ضروری-ترین اقدامات در این راستا است که در این تحقیق نیز به آن پرداخته شد. بدین منظور، با دخالت عدم قطعیت ناشی از بکارگیری 7 مدل aogcm گزارش سوم ipcc (سناریوی انتشار (a2، سناریوهای احتمالاتی دما و بارندگی در دوره های 2039- 2010 (2020) و 2099- 2070 (2080) نسبت به دوره پایه (2000- 1971) برای حوضه زاینده رود برآورد و تاثیر آن بر ریسک تغییرات جریان ورودی به سد و نیاز آبی چهار محصول عمده در شبکه آبیاری زاینده رود شامل گندم، جو، چغندر قند و سیب زمینی شبیه سازی شد. در ادامه شاخصهای تصمیم بخش کشاورزی شامل عملکرد، تقاضای آبیاری و کارایی مصرف آب دو گیاه گندم و سیب زمینی در دوره های آتی با استفاده از مدل dssat بررسی گردید و راهکارهای تطبیق مختلفی با فرض عدم وجود تنش آبی در بخش کشاورزی برای دو گیاه فوق ارائه و با شاخصهای تصمیم ارزیابی شدند. تاثیر متقابل مدیریت مزرعه و سیستم منابع آب زاینده رود شامل سد و شبکه ها بخش بعدی بود. بدین منظور ابتدا با فرض مدیریت کنونی، آب قابل اختصاص به بخشهای مصرف کننده حوضه طی دوره-های آتی برآورد گردید و سپس بر اساس نتایج تطبیق در بخش کشاورزی، راهکارهای مربوط مجددا در کل سیستم منابع آب حوزه بررسی شد. ضمن اینکه تاثیر تغییر شیوه مدیریتی مخزن با روش hedging نیز ارزیابی گردید. نتایج کلی تحقیق حاکی از آن است که با نزدیک شدن به پایان قرن، افزایش میزان نیاز آبی محصولات در منطقه تا %22 خواهد یافت. به طوریکه نیاز به تطبیق به ویژه برای دوره 2080 بسیار ضروری به-نظر می رسد. ارزیابی عملکرد محصولات در اثر این پدیده نشان داد که تاثیر افزایش غلظت co2 روی عملکرد گندم بیش از دما بوده که منجر به بهبود آن به ویژه در دوره 2080 می گردد. در مورد سیب-زمینی، تاثیر منفی افزایش دما بیشتر از تاثیر مثبت افزایش غلظت co2 بوده و منجر به کاهش عملکرد طی دوره های آتی می شود. در مجموع سیب زمینی حساسیت کمتری را به این پدیده از خود نشان می-دهد که می تواند منبع مناسبی برای تامین هیدروکربن در این شرایط باشد. از مجموع راهکارهای تطبیق بررسی شده در بخش کشاورزی با لحاظ آبیاری کامل برای گندم، تغییر رقم زراعی و افزایش راندمان و برای سیب زمینی، تغییر تاریخ کاشت و بهبود راندمان به همراه اعمال تنش کم آبی، بیشترین تاثیر را در بهبود شاخص کارایی مصرف آب داشتند. از میان راهکارهای تطبیقی با لحاظ آب قابل تخصیص برای کشاورزی، تغییر رقم زراعی بیشترین تاثیر را در بهبود شاخصهای تصمیم داشت. نتایج بررسی تغییر مدیریت مخزن از رویکرد sop به hedging نیز نشان داد hedging تاثیری روی میانگین سالانه شاخصهای تصمیم در دوره های 2020 و 2080 ندارد، ولی تغییرات سالیانه درحجم تقاضای تامین نشده بخش کشاورزی را کاهش می دهد که در ارتقاء امنیت غذایی حوضه موثر است.

با آشکار شدن اثر افزایش غلظت گاز های گلخانه ای جو در تغییر اقلیم، مدل های جهانی اقلیم(gcm) برای بر آورد میزان این تغییرات در آینده گسترش یافتند قدرت تفکیک پایین این مدل ها، کاربرد آنها را در ارزیابی تغییر اقلیمی نواحی کوچک مقیاس محدود کرده است. اکثر این مدل ها دارای قدرت تفکیک بین 2 الی 4 درجه درطول و عرض جغرافیایی(200الی 400 کیلومتر) هستند لذا جهت استفاده از این داده ها برای مقیاس های کوچکتر لازم شد تا تکنیک های مختلف ریزگردان (downscaling)در سطوح ایستگاهی اجرا شوند. در این تحقیق روش ریزگردانی آماری مبتنی بر وایازی، برای مدل کردن بارندگی و دمای روزانه شهر همدان به عنوان یکی از شهر های پرجمعیت و استراتژیک غرب ایران که از دیر باز دارای مشکلات تامین آب در بخش آشامیدنی و کشاورزی بوده است؛ محاسبات ریزگردانی آماری با استفاده از مدل sdsm انجام گرفت و برای تنظیم مدل از داده های ncep و برای تولید سناریوی اقلیمی در دوره پایه (1990-1961) و دوره آینده (2069-2040) از خروجی مدل hadcm3 تحت سناریوی a2 استفاده شد. نتایج در مجموع نشان دهنده قابلیت بالای روش sdsmدر مدل کردن میانگین درجه حرارت ودشواری مدل کردن بارندگی است. از طرف دیگر نتایج نشان داد که میانگین درجه حرارت و میزان بارندگی همدان در دوره آتی روند افزایشی خواهد داشت. به طوری که در این دوره بارندگی به میزان 25/9 درصد و درجه حرارت به میزان 2/88 درجه سانتی گراد افزایش خواهد داشت.

انتظار می رود تغییر اقلیم ناشی از افزایش غلظت گازهای گلخانه ای در دوره های آتی، باعث تغییراتی در رژیم بارش، سرعت باد و تابش خورشیدی رسیده به سطح زمین شود. این تغییرات به نوبه خود تأثیراتی را بر سیستم های مختلف از جمله منابع آب می-گذارد. از این رو برآورد رواناب یک حوزه در دوره های آتی ناشی از تغییر اقلیم، نه تنها در مدیریت و بهره برداری صحیح از حوزه با اهمیت است بلکه در به حداقل رسانی خسارات ناشی از افزایش احتمالی سیلاب نیز نقش مهمی را ایفا می کند. این تحقیق با هدف بررسی اثرات تغییر اقلیم بر تغییرات وضعیت رواناب رودخانه اعظم هرات واقع در استان یزد در دوره 2010-2039 میلادی تحت سناریوی انتشار a2 از مجموع سناریوهای انتشار sres (special reports on emission scenario) صورت گرفته است. در این راستا از مدلcgcm3-ar4 و یک مدل مفهومی بارش-رواناب ihacres و دو روش ریز مقیاس نمائی تناسبی و آماری استفاده گردید. ابتدا مدل بارش- رواناب برای دوره پایه 2008-1982 مورد واسنجی و صحت یابی قرار گرفته و با معیارهای عملکرد r2، rmse و bias ارزیابی شدند. سپس با ریز مقیاس نمائی داده های اقلیمی مدل cgcm3 در دوره 2039-2010 برای منطقه مطالعاتی و معرفی این داده ها به مدل بارش-رواناب، تغییرات رواناب حوزه در دوره 2039-2010 تحت سناریوی a2 مشخص گردید. نتایج نشان از افزایش دما در حوزه مورد مطالعه تحت هر دو روش ریز مقیاس نمائی دارد. بطوریکه اختلاف زیادی در خروجی های دو روش ریز مقیاس نمائی آماری و تناسبی متغیرهای اقلیمی وجود دارد. بطوریکه متوسط دمای بدست آمده از هر دو روش در دوره آتی اختلاف 3 تا 4 درصد را نشان می دهد. از طرف دیگر بارندگی در کل حوزه بسته به شرایط جوی افزایش و کاهش قابل ملاحظه ای از خود نشان داده بطوری که اختلاف بارش ناشی از دو روش ریز مقیاس نمائی حدود 30 درصد می باشد. تغییرات در بارندگی حوزه در دوره های آتی سبب تغییراتی در میزان رواناب حوزه گردیده است. همچنین اختلاف رواناب شبیه سازی شده طی دو روش ریز مقیاس نمائی بیش از 30% برآورد گردید. نتایج نهائی این تحقیق نشان داد که با توجه به چشم پوشی از نوسانات اقلیمی دوره آتی نسبت به دوره پایه در روش تناسبی، رواناب شبیه سازی شده حاصل از خروجی های این روش از اطمینان کافی برخوردار نبوده و نمی تواند معرف رواناب واقعی حوزه در دوره آتی باشد. این در حالیست که این نوسانات در روش آماری بخوبی مدل می شوند. از طرف دیگر افزایش رواناب برآورد شده از روش آماری برای حوزه رودخانه اعظم هرات در صورتیکه با ظرفیت حوزه همخوانی نداشته باشد می تواند با خطر سیل همراه بوده و خسارات جبران ناپذیری را در آینده رقم بزند. کلمات کلیدی: تغییر اقلیم، ریز مقیاس نمائی، ihacres، cgcm3-ar4، lars-wg

از آنجائیکه بارش های حداکثر سالانه مبنایی برای طراحی سازه های آبی بخصوص در حوضه های شهری به حساب می آیند. لذا بررسی امکان تغییر خصوصیات بارشهای حداکثر بدلیل تاثیر تغییر اقلیم آتی لازم به نظر می رسد. در این تحقیق چگونگی تاثیر تغییر اقلیم بر بارش های حداکثر با مقایسه منحنی های شدت-مدت-فراوانی (intensity-duration-frequency -idf) در شرایط اقلیمی مشاهداتی و آینده انجام می گیرد. منحنی های idf برای شرایط اقلیمی آینده با استفاده از 20 سناریو اقلیمی بدست آمده از 10 مدل مختلف گردش عمومی جو-اقیانوس (atmosphere-ocean global circulation models-aogcms) و 2 سناریو انتشار (a2, b1) در دوره آتی 2044-2015 برای ایستگاه سینوپتیک اهواز برآورد می شوند. تعدد این سناریوها باعث شده که نتوان تصویر درستی از اقلیم آینده ارائه کرد. این عدم قطعیت با استفاده از یک برآوردگر پارامتریک فرموله شده، و سناریوهای اقلیمی آینده در 5 سطح ریسک (10%، 25%، 50%، 75% و 90%) به تفکیک نوع سناریوی انتشار بیان می شوند. اما مدل هایaogcms قادر به تولید داده های اقلیمی در مقیاس مکانی-زمانی مورد نیاز در تحلیل فراوانی نیستند. در این تحقیق روشی ترکیبی برای استخراج منحنی های idf براساس خروجی مدل های aogcms ارائه شده است. این روش شامل: (1) ارائه یک مدل ریز مقیاس نمایی که بارش روزانه را با بازنمونه گیری از یک فضای نمونه گیری برپایه ی سناریوهای تغییر اقلیم مشتق شده از مدل های aogcms توسط یک مولد تصادفی آب و هوا با مبنای روش ناپارامتریک نزدیکترین همسایگی برای یک ایستگاه هواشناسی شبیه سازی می کند. (2) برآورد مقادیر idf براساس سناریوهای بارش روزانه شبیه سازی شده برای دوره آتی که با برقراری روابط چندک-فراوانی بارش بین بارش های ساعتی و روزانه مشاهداتی در ترم سری های حداکثر سالانه بدست می آیند. این روش با برآورد مقادیر idf برای یک سناریوی اقلیمی مشابه با اقلیم مشاهداتی و مقایسه آنها با مقادیر مشاهداتی برای ایستگاه اهواز مورد تایید قرارگرفته است. مقادیر idf شبیه سازی شده تحت 20 سناریوی اقلیمی آینده، دامنه تغییرات وسیعی را بین 53%+ تا 39%- برای شدت بارش ها با تداوم های مختلف نشان می دهند. شبیه سازی های انجام شده براساس نوع سناریوی انتشار قابل تمیز از یکدیگر نیستند و در یک مدل اقلیمی مشترک رفتار مشابهی را دارند. با این حال مقادیر idf در سطوح ریسک بیش از 75% در سناریوی b1 نسبت به a2 بخصوص در دوره بازگشت های کم بیشتر برآورد شده اند. کم اهمیت بودن سطوح ریسک بالاو تفاوت ناچیز باعث شده که نتوان دلیل روشنی برای این اختلاف متصور شد. در سطوح ریسک کمتر از 50% مقادیر idf افزایشی را تا حد 24% تجربه می کنند. بنابراین با پذیرش سطوح ریسک کم، مقادیر شدت های حداکثر در آینده افزایش قابل ملاحظه ای خواهد یافت؛ این موضوع باید در طراحی سازه های پراهمیت مورد توجه خاص قرار گیرد.

در این تحقیق، در راستای تخصیص بهینه منابع آب و مدیریت تقاضا با بکارگیری رویکرد پویایی سیستم ها و در نظر گرفتن اثرات تغییر اقلیم، نیازهای تعریف شده برای این سد شامل نیازهای شرب و کشاورزی تحت یک مطالعه موردی در سد امیر کبیر (کرج) در محیط نرم افزار vensimشبیه سازی گردید. برای این منظور، ابتدا پیش‎بینی بلندمدت بارش و دما با استفاده از مدل gcm-hadcm3و روش ریزمقیاس کردن lars-wg در منطقه مطالعاتی صورت گرفته و سپس با بکارگیری مدل بارش-رواناب ihacres، رواناب ورودی به مخزن سد برای دوره2011 تا 2030 میلادی شبیه سازی گردید. در نهایت، با ورود مقادیر منابع و مصارف آبی در حوضه در مقیاسهای زمانی ماهانه به مدل vensim، عملکرد مخزن سد و درصد تامین زمانی و حجمی نیازهای شرب، کشاورزی در شرایط مختلف کم آبی و پرآبی حوضه به عنوان خروجی مدل بدست آمد. نتایج نشان میدهند که درصد تامین نیازهای تعریف شده برای دوره بیست ساله آینده جوابگوی نیازهای آب شرب و کشاورزی در محدوده استاندارد نبوده و می بایست از مقدار نیازها کاسته شود. همچنین روند تاریخی تغییرات دما، افزایش دمای حداقل و حداکثر را نشان می دهند. بر این اساس این روند نشان دهنده افزایش دما به میزان 1-0.5 درجه در میانگین سالانه دما و افزایش در میانگین سالانه بارش در ایستگاه سیرا می باشد.

. بیش ترین افزایش حداکثر شدت 30 دقیقه ای در ایستگاه رشت به میزان 3/40 میلی متر بر ساعت در دوره بازگشت 100 سال و دوره 2099-2080می باشد. تغییر عامل فرسایندگی باران در ایستگاه های سنگده، بابل، کورکورسر، انزلی، بهشهر و گرگان( دوره 2030-2011) افزایشی است. عامل فرسایندگی در ایستگاه های بابلسر، هشتپر، رشت و گرگان (دوره 2099-2080 و 2065-2045) در دوره های آتی مورد بررسی کاهشی است. بیشترین میزان افزایش عامل فرسایندگی پیش بینی شده توسط مدل اقلیمی به میزان (mj mm ha-1h-1) 6/42 در ایستگاه هشتپر و مربوط به دوره 2030-2011 می باشد. بیش ترین تغییرات عامل فرسایندگی در دوره 2030-2011 مشاهده می شود. تغییر اقلیم به وقوع پیوندد. هدف اصلی این تحقیق تعیین اثر تغییر اقلیم بر خصوصیات بارش و عامل فرسایندگی باران است. به این منظور از مدل hadcm3 و سناریوی a1b و همچنین استفاده از مدل ریزمقیاس سازی lars-wg استفاده شده است. در این تحقیق مولفه های بارش و عامل فرسایندگی در سه دوره 2030-2011، 2065-2045 و 2099-2080 در شمال ایران پیش بینی گردید. بر اساس نتایج به دست آمده به طور کلی میانگین بارش ماهانه در ایستگاه های مورد مطالعه افزایش یافته و بارش در فصل زمستان افزایش و بارش در فصل تابستان کاهش خواهد یافت. شدت بارش در قالب منحنی های idf مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان دهنده افزایش حداکثر شدت بارش 30 دقیقه ای دوره های آتی نسبت به دوره مشاهداتی در تمامی ایستگاه ها به استثناء ایستگاه بابل می باشد

این مطالعه به بررسی ارائه راهکارهای سازگاری با سطوح احتمالی مختلف تاثیر تغییر اقلیم بر منابع آب حوضه زاینده رود پرداخته است. اثرات پدیده تغییر اقلیم بر سیستم های منابع آب حوضه زاینده رود در چارچوب مجموعه چندگانه مدل های اقلیمی با رویکرد احتمالی مورد بررسی قرار گرفته است. پردازش سناریوهای اقلیمی نشان می دهد که به طور کلی دمای سالانه در اصفهان 5/1-1/1 درجه سانتی گراد افزایش خواهد یافت که می توان گفت طی دوره 2044-2015 شهر اصفهان با شرایط گرم تر و خشک تری تحت تاثیر تغییر اقلیم روبرو خواهد شد. نتایج کلی اثرات تغییر اقلیم بر پارامتر بارندگی زیر حوضه پلاسجان، که تامین کننده اصلی منابع آب حوضه زاینده رود است نشان می دهد که با کاهش 38-14 درصدی بارندگی و افزایش 76/0-46/0 درجه سانتی گراد در درجه حرارت سالانه می توان گفت که قسمت غربی حوضه آبریز با شرایط گرم تر و خشک تری روبرو خواهد شد که اثرات قابل ملاحظه ای بر منابع و مصارف آب در گستره حوضه زاینده رود خواهد داشت. نتایج نشان می دهد که جریان ورودی به سد زاینده رود در مقیاس سالانه 43-8 درصد تحت سناریوهای مختلف تغییر اقلیم کاهش می یابد. بنابراین حوضه آبریز زاینده رود به عنوان یک منطقه آسیب پذیر به تغییر اقلیم بوده و شناسایی و اتخاذ سیاست های موثر برای کاهش اثرات تغییر اقلیم لازم و ضروی می باشد.در این مطالعه به منظور ارزیابی قابلیت پروژه های انتقال آب بین حوضه ای در تامین نیاز آب رو به گسترش حوضه زاینده رود یک مدل جامع بر مبنای رویکرد دینامیک سیستم ها بنام مدل مدیریت و پایداری حوضه آبریز زاینده رود (zrw-msm) توسعه یافته است. نتایج مربوط به شبیه سازی سیاست های انتقال آب بین حوضه ای برای برطرف نمودن کمبود آب نشان می دهد تامین بیش تر آب بدون شناخت از پویایی مشکلات مربوط به این استراتژی، به افزایش نیاز آب در حوضه زاینده رود منتهی می گردد. در حقیقت پروژه های انتقال آب به عنوان راه حل موقتی کاهش شدت بحران آب موثر می باشند، درحالی که افزایش عرضه منجر به افزایش پیوسته ی تقاضای آب گردیده که منجر به بازگشت دوباره کمبود آب البته با شدت بیش تر به داخل مرزهای حوضه می شود. توسعه کنترل نشده حوضه زاینده رود موجب گردیده است که تقاضا برای آب از ظرفیت طبیعی منابع آب موجود در حوضه تجاوز نماید. بنابراین، پیاده سازی برنامه های جامع مدیریت تقاضا از اهمیت بسیار بالاتری برخوردار است تا بتواند بین توسعه اجتماعی- اقتصادی و ظرفیت عرضه منابع آب تعادل ایجاد نموده و منجر به افزایش اثربخشی راه حل های عرضه محور رایج مانند پروژه های انتقال آب گردد. نتایج حاصل از این تحقیق نشان می دهد که سیاست گذاران و برنامه-ریزان منابع آب در حوضه زاینده رود بایستی بر افزایش بهره وری آب در بخش کشاورزی و تشویق کشاورزان به کاشت گیاهان کم مصرف و حذف و یا کاهش سطح زیر کشت گیاهان پر مصرف مانند برنج و ذرت به پائین ترین سطح ممکن متمرکز گردند تا از آسیب پذیری حوضه در مواجهه با سال های کم بارش کاسته شود. به منظور ارزیابی راهکارهای مدیریتی مناسب به منظور ایجاد سازگاری در سیستم منابع آب حوضه در برابر پدیده تغییر اقلیم طی دوره زمانی 2044-2015، از مدل zrw-msm استفاده شده است. ارزیابی گزینه های مدیریتی متعدد نشان می دهد که بسته های سیاستی در سازگار نمودن سیستم منابع آب حوضه در برابر پدیده تغییر اقلیم موفق بوده اند که دارای رویکرد مدیریت همزمان عرضه و تقاضای آب بوده اند. اتخاذ سیاست هایی با نگرش واحد (مدیریت عرضه و یا تقاضا) نمی توانند پاسخ گوی اثرات سطوح شدید تغییر اقلیم بر نیاز آب رو به گسترش در حوضه باشند. بهبود راندمان مصرف آب در بخش کشاورزی و تغییر در الگوی کشت رایج در حوضه در صورتی که با سیاست های افزایش عرضه آب (از طریق پروژه های بارورسازی ابرها و یا انتقال آب) همراه شوند می توانند استراتژی موثری برای سازگار نمودن سیستم منابع آب حوضه زاینده رود در برابر سطوح احتمالی مختلف تغییر اقلیم به شمار رود.

جریان کم آبی یکی از پارامترهای بسیار تاثیرگذار هیدرولوژیکی بر وضعیت اکوسیستم های آبی، تولید نیروی برق-آبی، مدیریت مخازن و صنعت است. وقوع جریانات کم آبی شدید می تواند با تاثیر بر تامین آب آشامیدنی، کیفیت آب، کشتیرانی، کشاورزی و ... مشکلات عدیده ای ایجاد نماید. تغییر در خصوصیات جریانهای کم آبی(مقدار ، فراوانی وقوع و زمان وقوع) در آینده در اثر تغییر اقلیم ممکن است اثرات مهمی از جنبه های مختلف اقتصادی – اجتماعی، زیست محیطی، منابع آب و برنامه ریزیهای دولتی از خود به جا گذارد. لذا ضروری است تغییرات این پارامتر در دوره های آتی تحت عوامل موثر از جمله تغییر اقلیم مورد بررسی قرار گیرد. در همین راستا، این تحقیق به بررسی جریانات کم آبی در آینده تحت اثر تغییر اقلیم در شاخه سزار رودخانه دز، با در نظر گرفتن عدم قطعیت مربوط به شاخص های مختلف جریان کم آبی می پردازد. در این مطالعه، هفت زیرحوضه تنگ پنج سزار، سپید دشت سزار، تیره درود، درود ماربره، چم چیت، سپید دشت زاز و کشور با داشتن حداکثر و حداقل مساحت 9410 و 336 کیلومتر مربع به منظور بررسی اثرات تغییر اقلیم بر جریان کم آبی در دوره آتی 2040-2015 مد نظر قرار گرفت. با توجه به اینکه مدل های aogcm در مطالعات اثرات تغییر اقلیم یکی از منابع مهم عدم قطعیت به شمار می آیند، سناریو های دما و بارش با استفاده از 10 مدل گردش عمومی جو شامل bcm2، cnrm-cm3، csiro-mk3.0، gfdl-cm2.1، hadcm3، hadgem1، inmcm3، ipsl-cm4، ncarccsm3 و ncarpcm-mean تحت سناریوی انتشار a2 تهیه شد. سپس مدل lars-wg جهت کوچک مقیاس کردن سناریوهای دما و بارش مورد استفاده قرار گرفت. همچنین مدل بارش- رواناب ihacres به منظور شبیه سازی جریان روزانه در دوره آتی مد نظر قرار گرفت. مدل مذکور پس از واسنجی و صحت سنجی توسط دما و بارش مشاهداتی، جریان روزانه در دوره آتی را در هر یک از زیرحوضه ها با استفاده از سناریو های ریزمقیاس شده دما و بارش شبیه سازی نمود. داده های روزانه جریان جهت استخراج شاخص های کم آبی در دوره مشاهداتی (دوره گذشته) و دوره آتی (2040-2015) مورد استفاده قرار گرفت. شاخص های مورد استفاده در این تحقیق برای ارزیابی اثرات تغییر اقلیم شامل شاخص های مستخرج از منحنی تداوم جریان (q70، q90 و q95)، شاخص های مربوط به تحلیل فراوانی (am7t=2، am7t=10، am7t=20 و am7t=100) و خصوصیات کمبود جریان (تعداد روزهای خشک در سال، حداکثر طول دوره خشکی، حجم کمبود جریان و شدت کمبود) می باشد. نتایج این تحقیق نشان دهنده همسویی تغییرات شاخص های مستخرج از منحنی تداوم جریان با ویژگی های کمبود است. درحالی که شاخص های مربوط به تحلیل فراوانی ماهیتاً متفاوت بوده و بستگی به حوضه، می تواند دارای تغییرات همسو یا غیر همسو با دیگر شاخص ها باشد. بر اساس میانه نتایج مربوط به 10 مدل گردش عمومی جو، وضعیت جریان کم آبی رودخانه در آینده نسبت به دوره گذشته، در همه زیرحوضه ها بهتر خواهد بود. تغییرات مشاهده شده در وضعیت جریان کم آبی، بر اساس سناریوهای بارش و دمای آینده زیرحوضه ها میباشد.

کلید واژه ها: بوت استراپ، دریاچه ارومیه، ریزمقیاس گردانی، عدم قطعیت، gcm در دهه های گذشته در نتیجه فعالیت های انسانی و طبیعی، میزان گازهای گلخانه ای در آتمسفر رو به افزایش گذاشته و در نتیجه دمای کره زمین روند روبه افزایشی به خود گرفته است. افزایش دمای کره زمین به نوبه خود باعث تغییرات معنی داری در حیطه های مرتبط به ویژه منابع آب شده است. امروزه، مطالعه و مدلسازی تغییرات عناصر اقلیمی (به ویژه دما و بارش) می تواند در برنامه ریزی های مدیریت منابع آب کشور بسیار حائز اهمیت تلقی گردد. تحقیقات انجام شده مبین این واقعیت است که در حوضه هایی مانند دریاچه ارومیه منابع آب روند کاهشی داشته است. از این رو، بررسی تغییرات اقلیمی به ویژه در محدوده ی مورد نظر که به یک بحران محیطی تبدیل شده، ضرورت پیدا نموده است. در نتیجه، برقراری ارتباط بین متغیرهای مورد بحث، نیاز به داده های خروجی مدل های گردش عمومی اقیانوس-آتمسفری دارد که از طریق فرآیند ریزمقیاس گردانی مکانی مشاهدات ذیربط میسر می گردد. اغلب تحقیقات صورت گرفته در خصوص ریز مقیاس گردانی داده های aogcm در کشور بر مبنای روشهای آماری بوده و نتایج، بیانگر دقت های متفاوت در ریز مقیاس گردانی داده ها می باشد. بطوریکه برآورد دما دارای دقت بالا بوده ولی در خصوص بارش دقت های به دست آمده قابل تامل است. برای اینکه بتوان نتایج حاصله را تفسیر و در برنامه ریزی آینده منابع آب استفاده کرد، باید نتایج نهایی آزمون شده و عدم قطعیت آن مشخص گردد. در حال حاضر، در جامعه علمی یکی از دغدغه های مرتبط با ریز مقیاس گردانی داده های gcmها، بررسی دقت آنها است. در این پژوهش، برای بررسی تغییرات اقلیمی محتمل، از خروجی های مدل hadcm3 استفاده شد. برای رسیدن به اهداف تحقیق جاری، ابتدا، کلیه ایستگاه های سینوپنیک و کلیماتولوژی بررسی و هشت ایستگاه مناسب، انتخاب و فرآیندهای صحت، دقت و کفایت آماری آن ها بررسی و سپس نواقص آماری برطرف گرید. داده های aogcm با استفاده از روش های آماری sdsm, lars-wg و ann برای هر سری زمانی ریز مقیاس شده و پارامترهای مرتبط با بارش و دما (حداقل و حداکثر روزانه) محاسبه گردید. مدل ها با یک بخش از دوره آماری مدلسازی و با بخشی نیز اعتبارسنجی شدند. از آنجایی که مدل بر اساس داده های ncep سازگار با hadcm3 مدلسازی و اعتبار یابی گردید، از کل دوره (1961 تا 2001) داده های hadcm3 برای دقت مدل استفاده شد. از سری زمانی روزانه تولید شده سری زمانی ماهانه استخراج و با استفاده از 2 معیار خطا (mbe و mae) و سه روش عدم قطعیت (مقایسه میانگین ها، مقایسه واریانس ها و فاصله اطمینان بوت استراپ) به منظور انتخاب مدل مناسب، استفاده شد. به منظور بررسی نقش عوامل مورفو-اقلیمی در دقت مدل منتخب (sdsm) عواملی مانند، ارتفاع، طول و عرض جغرافیایی، فاصله از منابع رطوبتی، فاصله از ارتفاع رو به توده بارانزا و فاصله از مرکز سلول hadcm3، ملاک عمل قرار گرفت. معیار دقت مدل نیز mae در نظر گرفته و در مقیاس سالانه mae با هریک از عوامل فوق رابطه ایجاد و میزان همبستگی ارزیابی گردید. نتایج نشان داد که مدل sdsm به طور کلی از دقت خوبی برخوردار بوده ولی در این مدل نیز دقت برآوردها در ماه های سرد سال نسبت به ماه های گرم کمتر بدست آمد. دمای حداکثر محاسبه شده توسط مدل در مقیاس سالانه بطور متوسط یک درجه سانتیگراد قدر مطلق اختلاف را نشان داد. در این بین ایستگاه پارس آباد با دقت بالا و اردبیل کم دقت ترین ایستگاه بدست آمد. در مقیاس ماهانه نیز ماه های فوریه، ژانویه و مارس نسبت به ماه ها دیگر دارای خطای بالاتری بوده و ماه های ژوئیه و اوت کم خطاترین ماه های سال را به خود اختصاص دادند. دمای حداقل بدست آمده توسط مدل در ماه های دسامبر تا مارس همراه با خطای بیشتری نسبت به ماه های دیگر و بخصوص ماه های فصل تابستان را نشان داد. این موضوع بیانگر توانایی مدل در شبیه سازی دما در شرایط پایداری جو می باشد. چرا که در فصل تابستان جریان هوا پایدار بوده و معمولاً عوامل محلی تأثیر چندانی در عناصر اقلیمی منطقه نمی گذارد. مدل sdsm در خصوص بارش در ماه های مارس، آوریل و مه نسبت به ماه های خشک خطای بیشتری را نشان داد. در مقیاس های فصلی نیز بیشترین خطای مدل به ترتیب در بهار، پاییز، زمستان و تابستان رخ داد. دلیل خطای زیاد مدل در فصل بهار و بخصوص ماه آوریل، تأثیر پذیری بارش از عوامل اقلیمی محلی است. چرا که در مدل های gcm عوامل محلی وارد مدل نمی شود. در بین 8 ایستگاه منتخب، زنجان با 128 میلی متر و پارس آباد با 58/1 میلی متر خطا به ترتیب بیشترین و کمترین خطا را به خود اختصاص دادند.

تغییر اقلیم و تبعات آن به عنوان یکی از چالش های امروز بشر شناخته شده است. با توجه به اهمیت موضوع، محققان تلاش می نمایند تا به نقش این پدیده در زمینه های مختلف، از تغییر دمای آب دریاها تا مهاجرت انسان بپردازند. تحقیق مذکور نیز با هدف ارزیابی و پیش بینی تأثیر تغییر اقلیم بر تولید اکوسیستم مرتعی و در نهایت تأثیر آن بر آسیب پذیری معیشت بهره برداران در دهه های آینده صورت گرفته است. تعیین آسیب پذیری معیشت بهره برداران به همراه مولفه های موثر بر آن در مناطق مختلف، یکی از راهکارهای مدیریتی است و این امکان را برای برنامه ریزان و سیاستگذاران فراهم می کند تا با شناخت نقاط ضعف و قوت هر جامعه نسبت به ارائه راهکارهای مناسب برای هر منطقه اقدام نمایند. جهت نیل به هدف فوق، در این تحقیق از هفت مولفه اصلی جهت سنجش شاخص آسیب پذیری استفاده گردید. ابزار مورد استفاده جهت این سنجش شامل پرسشنامه، مدل اقلیمی و مدل اکولوژیکی بوده است. بررسی و پیش بینی سناریوهای تغییر اقلیم با مدل های اقلیمی (hadcm3, lars-wg) صورت گرفت، تا نحوه تغییر پارامترهای اقلیمی تحت سناریوهای اقلیمی در دهه های آینده مشخص گردد. سپس مدل اکولوژیکی (biome-bgc) جهت پیش بینی تغییر تولید مراتع، با استفاده از پارامترهای خروجی مدل های اقلیمی اجرا شده است. از خروجی مدل های مذکور به عنوان زیر مولفه های، شاخص آسیب پذیری معیشت استفاده شده است تا به همراه سایر زیر مولفه های منتج از تجزیه و تحلیل پرسشنامه، شاخص نهایی آسیب پذیری معیشت تعیین گردد. روند مذکور علاوه بر تعیین آسیب پذیری معیشت بهره برداران، امکان معرفی مولفه هایی که بیشترین نقش را در میزان آسیب پذیری دارند، را نیز فراهم می¬کند. به همین دلایل محقق تلاش نموده است ضمن حفظ پیوستگی مطالب، پایان نامه را در هر فصل در سه بخش اقلیمی (بخش الف)، اکولوژیکی (بخش ب) و اجتماعی (بخش ج) ارائه دهد تا روش¬ها و نتایج هر بخش بطور جداگانه برای خواننده محترم قابل لمس باشد.

از آنجا که سامانه های انسانی مانند کشاورزی و صنعت، که وابسته به عناصر آب وهوایی هستند، بر مبنای ثبات و پایداری اقلیم طراحی شده و عمل می نمایند، ضروری است تغییرات بلندمدت دما و بارش، شناسایی و مدنظر قرار گیرند. در صورتی که داده های ایستگاهی بلندمدت موجود باشند؛ روش آماری، مناسب ترین روش برای ریزگردانی است. تعیین بهترین روش آماری برای ریزگردانی در یک منطقه از پیش مشخص نیست و نیازمند بررسی توانمندی روش های مختلف آماری برای ریزگردانی در آن منطقه است. هدف پژوهش حاضر، بررسی توانمندی مدل sdsm در اقلیم گرم و خشک برای ریزگردانی دما و بارش حاصل از خروجی مدل hadcm3 تحت سناریوی a2 است. مقایسه نتایج حاصل از تحلیل آماری برای هر دو مجموعه داده مشاهداتی و پیش بینی شده نشان می دهد که، مدل sdsm در ریزگردانی دمای خروجی مدل hadcm3 در اقلیم گرم وخشک به درستی عمل می کند. بنابراین می توان دمای پیش بینی شده را برای بررسی تغییرات آتی دما با اطمینان به کار برد. بارش روزانه حاصل از زیرگردانی به کمک مدل sdsm در اقلیم گرم وخشک با داده مشاهداتی در اغلب آماره ها از جمله حداکثرها و حداقل های بارش اختلاف بارزی دارد. فقط برخی از آماره ها در مورد بارش مانند جمع ماهانه و حداکثر روزهای خشک متوالی با داده های مشاهداتی همخوانی دارند.

چکیده هفت روش ریزگردانی تک ایستگاهی آماری شامل چهار الگوریتم قطعی [روش آنالوگ، روش کوانتال مپینگ با برونیابی دلتا، تبدیل تابع توزیع تجمعی، و مدل مبتنی بر پارتیشن بندی بازگشتی] و سه الگوریتم تصادفی [مدل های خطی تعمیم یافته مولد هواشناسی، ارزیابی و ایجاد شبکه برآورد تراکم، و مدل ریزگردانی آماری-مرکز تصمیم گیری]، و چهار روش چند ایستگاهی آماری شامل سه الگوریتم قطعی [روش آنالوگ، روش ریزگردانی بسط یافته، ماژول ریزگردانی بسط یافته] و یک الگوریتم تصادفی [مدل ریزگردانی آماری-مرکز تصمیم گیری]، برای ریزگردانی مقادیر حدی دما و مجموع بارش روزانه در نه ایستگاه سینوپتیک منطقه کوهستانی غرب میانی ایران در دوره آماری 2000-1981 و با بکارگیری 27 شاخص حدی اقلیمی، مورد ارزیابی قرار گرفتند. روشها از نظر نیاز به پیش بینی کننده ها، بطور وسیعی از پیش بینی کننده های نقطه ای تک متغیره دما و بارش تا پیش بینی کننده های چند متغیره بزرگ مقیاس جوی متغیر بودند. حساسیت روشها به ناهنجاریهای بزرگ مقیاس جوی و نیز توانمندی آنها در بازنمونه برداری توزیع داده های مشاهداتی در دوره اعتبار سنجی، بطور جداگانه برای هر شاخص، به ترتبیب با استفاده از آزمونهای همبستگی پیرسن و کمولوگراف-سیمونوف، مورد آزمون قرار گرفت و ارزیابی کلی مدل، از روش ترکیبی(مرکب از دو آزمون فوق) استفاده شد. بررسی نتایج حاصل از روش های تک ایستگاهی نشان داد که مدل مب به ترتیب با گذراندن 14.5% (49.6%) از آزمون های ترکیبی (منفرد)، بهترین عملکرد را داشته، سپس اس دی اس ام-دی سی، کیدنس و جی ال ام ها [به ترتیب با گذراندن 14.5% (46.5%)، 13.2% (47.1%)، و 12.8% (43.2%)]، و در نهایت کیو ام دی، سی دی اف تی و ای ان ام [به ترتیب با گذراندن 7% (45.7%)، 4.9% (45.3%)، و 1.6% (37.9%)] در جایگاه های بعدی قرار گرفتند. لذا درصد آزمونهای گذرانده شده بطور نسبی پایین (15%>) بوده و عدم قطعیت روشها نسبتا بالا بود. نتایج حاصل از روش های چند ایستگاهی حاکی از این است که مدل اس دی اس ام به ترتیب با گذراندن 9% (45%) از آزمونهای ترکیبی (منفرد)، دارای مناسب ترین عملکرد بود، سپس مد ایکس دی اس، ایکس دی اس و ای ان ام به ترتیب باگذراندن 8.2%(46%)، 7.8%(46.5%) و 2.5%(41%) در جایگاه بعدی قرار گرفتند. بنا بر این، روش های چند ایستگاهی نیز دارای عدم قطعیت بالایی در شبیه سازی مقادیر حدی دما و بارش بودند. با این وجود، با توجه به عملکرد تقریبا مشابه سه روش اول، می توان نتیجه گرفت که غیر از روش آنالوگ که ضعیف ترین نتیجه را در گذراندن آزمون های مورد نظر داشته است، کاربرد بقیه روش ها در مطالعات برنامه ریزی تغییر اقلیم، به نتایج نسبتا بهتری خواهد انجامید. مقایسه نتایج، نشان می دهد که روش های ریزگردانی چند ایستگاهی، بطور میانگین در شبیه سازی توزیع شاخص ها با گذراندن 82% از کل آزمون توزیع داده ها، بهتر از روش تک ایستگاهی با گذراندن 76.6% این آزمون، عمل کرده اند. درحالیکه عملکرد روشهای تک ایستگاهی در آزمونهای همبستگی و نیز ترکیبی، به ترتیب با 11.4% و 9.75% از این دو آزمون، در مقایسه با روش های چند ایستگاهی به ترتیب با گذراندن 7.2% و 6.9% از آنها، بهتر بوده است. لذا می توان گفت که حساسیت به آنومالی های بزرگ مقیاس در منطقه، نسبتا ضعیف ظاهر شده است. همچنین، عملکرد مدلها از ایستگاهی به ایستگاهی دیگر متغیر بوده و همه روش های مورد آزمون، شاخص های دما را بهتر از شاخص های بارش، ریزگردانی کردند.

این مطالعه با هدف بررسی اثرات تغییر اقلیم بر شاخص های گیاهی- آبی کشاورزی دشت هشتگرد انجام گرفته است.به منظور بررسی اثرات تغییر اقلیم بر سیستم های منابع آب و کشاورزی از خروجی های مدل hadcm3 تحت سناریوهای انتشار a2 و b1 استفاده گردید. پردازش سناریوهای اقلیمی نشان می دهد که محدوده مطالعاتی هشتگرد طی دوره 2039-2020 با شرایط گرم وخشک تری در اثر تغییر اقلیم روبرو خواهد شد. تغییرات بارندگی ماهانه در این محدوده یک روند کلی صعودی یا نزولی را نشان نمی دهد. برای بررسی اثر تغییر اقلیم بر تولید پتانسیل محصولات کشاورزی از رویکرد aez استفاده گردید. نتایج نشان داد تولید پتانسیل ذرت علوفه ای در مقایسه با گیاهان دیگر تحت تأثیر تغییر اقلیم در دوره های آتی، کاهش بیشتری می یابد. علاوه بر این، مدل aquacrop برای شبیه سازی اثر تغییر اقلیم بر میزان زیست توده واقعی گیاه ذرت مورد واسنجی و ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد میزان زیست توده تحت هر دو سناریو کاهش می یابد. در این مطالعه یک مدل جامع بر مبنای رویکرد دینامیک سیستم ها به منظور ارزیابی و بررسی اثرات تغییر اقلیم بر سیستم های منابع آب و کشاورزی توسعه یافته است. نتایج مربوط به شبیه سازی ها طی دوره 2039-2020 نشان می دهد که بخش کشاورزی در مقایسه با دو بخش شرب و صنعت نسبت به پدیده تغییر اقلیم آسیب پذیر تر است. اثرات منفی این پدیده منجر به تشدید تنش و کمبود آب در این محدوده شده است. در ادامه جهت ارزیابی اثرات تغییر اقلیم و سناریوها وسیاست های مدیریتی، شاخص¬های گیاهی- آبی مورد مقایسه قرار گرفتند. ارزیابی سناریوهای مدیریتی نشان می دهد که سناریوی بهبود راندمان مصرف آب در بخش کشاورزی به همراه تغییر الگوی کشت رایج منطقه، شدت اثرات منفی پدیده تغییر اقلیم بر کمبود آب را به طور قابل ملاحظه ای کاهش می دهد.

کشور ایران از جمله کشورهایی است که امروزه در معرض بحران آب واقع است و قرارگیری آن در مناطق خشک، این مشکل را جدی¬تر می¬کند. یکی از راه¬کارهای مدیریت منابع آب و حل بحران آن، تحلیل و بررسی بیلان آبی سطحی و زیرزمینی و آگاهی از وضعیت شرایط حوضه¬های آبخیز و دشت¬ها می¬باشد. از سوی دیگر اثرات تغییر اقلیم بر منابع آب سطحی و زیرزمینی و تغییرات ذخیره عمده دشت¬های کشور کاملاً محسوس است. بنابراین هدف از تحقیق حاضر تعیین اجزای بیلان آب سطحی و زیرزمینی حوضه آبخیز نیمه خشک تویسرکان در استان همدان و بررسی اثرات تغییر اقلیم بر آن می¬باشد. در همین راستا از مدل¬های فیزیکی و تجربی و پرداشهای متعددی جهت محاسبه و آنالیز اجزای بیلان آبی سطحی و زیرزمینی دشت تویسرکان استفاده گردید. مدل¬های hec-hms و gms به ترتیب برای تعیین رواناب سطحی و بیلان آب زیرزمینی دشت تویسرکان مورد استفاده قرار گرفت. برای تعیین نقشه تبخیر و تعرق واقعی دشت به عنوان جز اساسی بیلان آب از الگوریتم توازن انرژی برای زمین (sebal) و تصاویر ماهواره¬ای مودیس و لندست استفاده گردید. سپس با استفاده از مدل¬های گردش عمومی جو در دوره آتی 2030-2011 به بررسی اثرات تغییر اقلیم بر بیلان آبی دشت با احتمال وقوع 20%، 50% و 80% پرداخته شد. همچنین سناریوی¬های مختلف مثل استفاده از تکنیک بارورسازی ابر، افزایش بهره¬وری و افزایش میزان برداشت از دشت نیز مد نظر قرار گرفت. نتایج نشان داد که بیلان آبی دشت به میزان 21/6 میلیون متر مکعب در سال آبی 88-87 منفی می¬باشد. تبخیر و تعرق که مهمترین جز هدر رفت حوضه می¬باشد، 121 میلیون مترمکعب آب را به هدر می¬دهد. نتایج بیلان آب زیرزمینی نیز نشان داد که تغییرات ذخیره 12/5- میلیون مترمکعب در سال می¬باشد. اثرات تغییر اقلیم بر روی منابع آب دشت نشان می¬دهد که به احتمال وقوع 80% تحت هر دو سناریوی a1b و b1 بیلان منفی تر شده و مسئله بحران آب در دشت تویسرکان شدیدتر خواهد شد، به طوری که تغییرات ذخیره در دوره آتی 2030-2011 به ترتیب سناریوهای ذکر شده 39/7- و 40/6- میلیون مترمکعب در سال خواهد رسید.