مطالعه تطبيقي پهنه‌هاي اقليمي استان گلستان تحت سناريوهاي مختلف تغيير اقليم

Comparative study of climatic regions of Golestan province under different climate change scenarios

سابقه و هدف: اقليم شرايط متوسط آب و هوايي است كه در سال‌هاي اخير با افزايش گازهاي گلخانه‌اي در جو و بر هم خوردن توازن تابشي در حال تغيير است و پديده‌اي با عنوان تغيير اقليم را شكل مي‌دهد. تغيير اقليم يكي از مهم‌ترين چالش‌هايي است كه بخش هاي مختلف زندگي انسان را در روي زمين تحت‌تاثير قرار خواهد داد. براي شناسايي اقليم، از مجموعه قواعدي استفاده مي‌شود كه پارامترهاي اقليمي را طبقه‌بندي و به آن‌ها طبقه‌بندي‌هاي اقليمي گفته مي‌شود. در پهنه‌بندي اقليمي لازم است تا داده‌هاي هواشناسي كه در مقياس ايستگاهي ثبت شده‌اند درون‌يابي شوند، اين عمل با روش‌هاي مختلفي امكان‌پذير است. استان گلستان با برخورداري از اقليم‌هاي متنوع، به‌عنوان منطقه مطالعاتي در نظر گرفته شد كه از قطب‌هاي مهم كشاورزي در ايران است كه شناخت پهنه‌هاي اقليمي آن اهميت زيادي دارد. با توجه به تنوع اقليمي استان گلستان، هدف از اين پژوهش بررسي تغييرات پهنه‌هاي اقليمي استان تحت‌تاثير پديده تغيير اقليم است كه بر اساس روش طبقه‌بندي اقليمي دمارتن ترسيم شده و با نقشه اقليمي ترسيم شده بر اساس داده‌هاي مشاهداتي مقايسه و تغييرات اقليمي در استان بررسي شد. مواد و روش‌ها: منطقه مورد مطالعه در بخش جنوب‌شرقي درياي خزر قرار دارد. و بين 36 درجه و 24 دقيقه تا 38 درجه عرض شمالي و 53 درجه و 51 دقيقه تا 56 درجه و 14 دقيقه طول شرقي از نصف‌النهار گرينويچ واقع شده كه از تنوع اقليمي خوبي برخوردار است. در ابتدا پس از توليد داده‌هاي اقليمي تحت سناريوهاي مختلف توسط مولد داده LARS، پهنه‌هاي اقليمي استان بر اساس داده‌هاي مشاهداتي دما و بارش طي دوره آماري 2011-1982، (1390-1360) به روش دمارتن كلاسيك ترسيم و با پهنه‌هاي اقليمي ترسيم شده بر اساس خروجي مدل LARS طي سه دوره از خروجي‌هاي مدل اقليمي HADCM3 (2030-2011، 2065-2046 و 2100-2080) و تحت سه سناريوي انتشار گاز گلخانه‌اي A2، A1B وB1 مقايسه شدند. داده‌هاي بارش با استفاده از روش كريجينگ و داده‌هاي دما بر اساس روش رگرسيون وزن‌دار جغرافيايي درون‌يابي شدند و پهنه‌هاي اقليمي نيز بر حسب درصد مساحت آن‌ها در هر يك از سناريوها با يكديگر مقايسه شدند. يافته‌ها: نتايج خروجي مدل LARS نشان داد كه ميانگين دماي هوا در استان گلستان تا سال 2100، حدود 3/4 درجه سانتي‌گراد افزايش مي‌يابد و در بين سناريوهاي مختلف، سناريوي A2 در دوره 2070-2100 افزايش دماي بيش‌تري را نشان مي‌دهد. ميانگين ماهانه بارش در برخي از ماه‌ها كاهش و در برخي ماه‌هاي ديگر افزايش، اما در مجموع ميانگين سالانه بارش افزايش را نشان مي‌دهد. در ارزيابي روش‌هاي مختلف درون‌يابي بارش، نتايج نشان داد كه روش كريجينگ نسبت به روش‌هاي عكس وزن فاصله و اسپيلاين با دقت بالاتري مي‌تواند بارش را درون‌يابي كند. نتيجه‌گيري: خروجي‌هاي مدلLARS مويد روند افزايشي دما و بارش است اما افزايش دما در مقايسه با افزايش بارش شدت بيش‌تري را نشان مي‌‌دهد و اين باعث تغييراتي در پهنه‌هاي اقليمي استان خواهد شد و در مجموع استان در دوره‌هاي اقليمي آتي در اثر پديده تغيير اقليم به‌سمت اقليم‌هاي خشك‌تر پيش خواهد رفت. در اين ميان، سناريوي A2 شرايط خشك‌تري را براي استان گلستان تا پايان قرن حاضر پيش‌بيني مي‌كند.

Background and Objectives: Climate which is defined as the average weather, has been changed in recent years due to increased greenhouse gasses emission and imbalance of radiation in atmosphere. Climate change is one of the major challenges which affect different aspects of human life on the earth. For recognition of climates a set of rules are employed which are called climatic classification. For performing classification the observed at-station data should be interpolated using different methods. Golestan province located in northeast of Iran with diverse climates is chosen for current study. As it is an important agricultural production region, its climatic classification is of main concern. The aim of this study is to investigate the effects of climate change on climatic zones. Materials and Method: The study area is located in southeastern part of Caspian Sea, between 36? 24ʹ to 38? N and 53? 51ʹ to 56? 14ʹ E. The required data of temperature and rainfall for baseline period 1982-2011 were generated using LARS-WG model. These generated data along with historical observed dataset were used for calculation of DeMartone classification index. Besides, the index was worked out using the data for baseline and outputs of HADCM3 climate model for three future periods of 2011-2030, 2046-2065 and 2080-2100 under three emission scenario of A2, A1B and B1. The rainfall and temperature data were interpolated using Kriging and Geographically Weighted Regression methods, respectively. The climatic zones were compared based on their coverage percentage in province. Results and Discussion: The outputs of LARS weather generator indicated the increase of mean air temperature in Golestan province for about 4.3 °C by 2100. Among different emission scenarios, the A2 scenario at the period of 2070 to 2100 shows the maximum increase in temperature. The average monthly rainfall showed decreasing trend in some months and increasing trend in some others but in general, the total annual rainfall will increase. The evaluation of different interpolation methods revealed that the Kriging method is performing more accurately than IDW and Spline methods at interpolation of rainfall data. Conclusion: The outputs of LARS weather generator showed an increasing trend in both temperature and rainfall, but the increase would be more significant in case of temperature which in turn, would shift the climatic zones of province. In general, the province would experience more arid conditions in future periods as a result of climate change. In this manner, the A2 scenario projects more arid conditions for Golestan province by the end of this century.