شبيه سازي اثر تغيير اقليم بر تنشهاي گرمايي در ناحيه خزري

Simulation of Climate Change Impacts on Heat Stress over the Caspian Sea Region

هدف از پژوهش حاضر، بررسي تنش گرمايي توسط شاخص هاي (pHSI) و فشار فيزيولوژيك (pPhS) در ناحيه خزري در دهههاي آتي (2020-2040) مبتني بر نتايج مدلهاي گردش كلي و منطقه اي و تحت سناريوهاي انتشار گزارش پنجم هيئت بين دول تغيير اقليم مي باشد. به منظور ارزيابي شاخص هاي فشار فيزيولوژيك دمايي در آينده از دادههاي مدل GFDL-ESM2M مبتني بر روش ريزگرداني ديناميكي با استفاده از مدل RegCM و بر اساس سه سناريو نشانگر خط سير غلظت گازهاي گلخانه­اي (RCP) استفاده شده است. مقايسه آماري بين دماي شبيه سازي شده با مشاهداتي (2017-1997) در ايستگاه هاي مورد بررسي نشان مي دهد كه ضريب تعيين محاسبه شده در متوسط تمامي ايستگاهها بزرگتر از 93/0 است و متوسط شاخص ميانگين اريب خط (MBE) در تمامي ايستگاهها كمتر از 2 ميباشد كه نشان از عملكرد مناسب مدل در شبيه سازي متغيرهاي مورد مطالعه ميباشد. نتايج نشان مي دهد كه در فصول پاييز و بهار وضعيت استرس گرمايي به شكل جزئي و ملايم تغيير پيدا كند. وضعيت شاخص در دوره پايه (2017-1997) براي اين دو فصل فاقد تنش گرمايي بوده است. براي فصل تابستان در تمامي ايستگاهها استرس گرمايي شديد وجود خواهد داشت. اين شاخص براي فصل زمستان استرس سرمايي جزئي را براي دهههاي آتي نشان ميدهد. بطور كلي بيشترين تغيير در وضعيت تنش گرمايي مربوط به ايستگاه گرگان خواهد بود. شاخص فشار فيزيولوژيك نيز نشان مي دهد كه در دهه هاي آتي نيز در فصل زمستان در تمامي ايستگاههاي مورد مطالعه فشار ملايم سرمايي وجود خواهد داشت. در بهار شاخص فشار فيزيولوژيك خنثي (فشار جزئي) و پاييز فشار سرمايي جزئي خواهد بود و در فصل تابستان شاخص فشار فيزيولوژيك فشار گرمايي شديد را نشان مي دهد. بطوركلي تغييرات اقليمي منجر به تشديد تنشهاي حرارتي در دوره گرم سال در منطقه مورد مطالعه خواهد شد.

Iran is a large country with a wide climate diversity and up to 80 percent of territory of Iran is located in the arid and semi-arid region with. Numerous observations and various modeling confirm that the Earth's climate is getting warmer. Such condition leads to increase of heat waves and heat stress. Over the last fifty years the average temperature of Iran up to 1.4 degree per decades has increased. The aim of this study is to investigate the heat stress by indicators (pHSI) and physiological pressure (pPhS) in the Caspian Sea region during past (1997-2017) and future (2020-2040) to evaluate the effect of global warming on thermal stresses in this the region of interest. Current study is based on the Regional Climate Modeling System (RegCM – V.4.6). The RegCM is used for downscaling of GFDL-ESM2M general circulation model (GCM). The evaluation is based on three RCP's emission scenarios includes RCP2.6, RCP4.5 and RCP8.5. The observational period is 1997-2017 and future period is 2020-2040. The indexes for evaluation of heat stress is physiological strain (pPhS) and heat stress index (pHSI). The results of this study show that in the winter during the observational period (1997-2017) in the study area, the thermal stress index (pHSI) indicates a slight cold stress, which the maximum is related to Rasht station and the minimum is related to Babolsar station. Such conditions, however, with lower pHSI values ​​for the next period are also observed in all three scenarios of RCP2.6, RCP4.5 and RCP8.5. The Physiological Pressure Index (pPhS) shows that there is a mild cold pressure in all stations studied during the winter in the basic period, and in the future decades this index will increase in all scenarios. In the spring, the physiological pressure index will be neutralized (partial pressure). In the summer, mild heat pressure was observed throughout all station during observational period and the intensity of this heat pressure will increase between 2020 and 2040. In autumn, the results show a mild cold pressure for the observation (base) period, which will be an increase in the physiological pressure index (pPhS) index in Anzali, Ramsar and Rasht stations in the future, and a decrease in the future index value in Gorgan station.