بررسی و تحلیل همدید امواج گرما با بهره گیری از برخی مدل های GCM در دشت اردبیل

نوع مقاله : مقاله مستخرج از رساله دکتری

نویسندگان

1 دانشجوی دوره دکتری آب و هواشناسی، دانشکده علوم اجتماعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران.

2 استاد آب و هواشناسی، دانشکده علوم اجتماعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران.

چکیده
زمینه و هدف: امواج گرمایی از جمله مهم‌ترین بلایای آب و هوایی هستند که هر ساله پیامدهای زیست‌محیطی مخربی را به همراه دارند. امواج گرمایی رویداد بسیار مهم اقلیمی هستند که احتمال دارد در آینده با فراوانی و شدت بیشتری به وقوع بپیوندند به همین دلیل به‌منظور مدیریت و کاهش اثرات امواج گرمایی در مقیاس منطقه­ای، تجزیه و تحلیل و پیش­بینی تغییرات مربوط به موج گرمایی ضروری است هدف این مقاله شناسایی، طبقه­بندی و تحلیل همدیدی امواج گرمایی و پیش­بینی بلندمدت آن در دشت اردبیل می­باشد.
روش‌شناسی: ابتدا آمار بلندمدت 20 ساله 1995 تا 2014 امواج گرمایی ایستگاه همدید اردبیل تهیه و نقشه­های همدید موج­های گرمایی با استفاده از نرم­افزار گردس استخراج و تحلیل گردید. با استفاده از مدل LARS-WG امواج گرمایی احتمالی در 38 سال آینده (2015-2050) پیش­بینی گردید. برای ارزیابی عملکرد مدل، داده­های مشاهداتی و شبیه‌سازی شده در دوره پایه (1995- 2014) مورد مقایسه قرارگرفتند.
نتایج و یافته‌ها: بررسی­ها تعداد 25 موج گرمایی در طی دوره­ی 20 ساله را مشخص نمود. نتایج همچنین نشان داد که زمان معمول آغاز موج گرما در اوایل مردادماه است. نشان ثابت کرد که الگوهای غالب در زمان وقوع امواج گرمایی شامل پرفشار جنب‌حاره‌ای به همراهی پشته­ی موج بادهای غربی و کم­فشار حاکم بر سطح زمین و زبانه­های فروبار پاکستان و عربستان بر روی منطقه مورد مطالعه است. همچنین نتایج نشان داد که میانگین دمای حداکثر سالانه­ی اردبیل در طول دوره­ی آماری 2015 تا 2050 حدود 68/13 درجه­ی سانتی­گراد خواهد شد. بر اساس مدل­ HadCM3 تحت سناریوی A1B دما در حدود 46/16، بر اساس مدل­ ­ IPCM4 تحت سناریوی B1 دما در حدود 54/16 و بر اساس HADGEM تحت سناریوی A2 نیز با 01/0 اختلاف عدد 55/16 درجه­ی سانتی­گراد را نشان می­دهد. خروجی مدل­های مذکور نشان داد که دمای دشت اردبیل تا سال 2050 به‌طور متوسط حدود 3 درجه­ی سانتی­گراد بیشتر خواهد شد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله English

Investigation and Synoptic Analysis of Heat Waves using some GCM Models in the Ardabil Plain

نویسندگان English

Zahra Imanzadeh Ajirlou 1
Bromand Salahi 2
1 Ph.D. Student of Climatology, Department of Physical Geography, Faculty of Social Sciences, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran.
2 Professor of Climatology, Department of Physical Geography, Faculty of Social Sciences, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran.
چکیده English

Background and Objective: Heat waves are among the most important climatic disasters that bring devastating environmental consequences every year. Heat waves are a very important climatic event that is likely to occur with greater frequency and intensity in the future. Therefore, in order to manage and reduce the effects of heat waves on a regional scale, it is necessary to analyze and predict changes related to heat waves. The aim of this paper is to identify, classify, and synoptically analyze heat waves and its long-term forecast in the Ardabil Plain.
Methodology: First, the 20-year long-term statistics of heat waves from 1995 to 2014 at the Ardabil synoptic station were prepared, and heat wave synoptic maps were extracted and analyzed using the Grads software. Using the LARS-WG model, possible heat waves were predicted in the next 38 years (2015-2050).The studies identified 25 heat waves during the 20-year period. To evaluate the model performance, observational and simulated data were compared in the base period (1995-2014).
Results and Findings: The results also showed that the usual time for the onset of heat waves is in early August. The results showed that the dominant patterns during the occurrence of heat waves include a zonal high pressure accompanied by a westerly wind wave ridge and a low pressure prevailing over the sea surface and the Pakistan and Saudi low pressure over the study area. The results also showed that the average annual maximum temperature of Ardabil during the statistical period from 2015 to 2050 will be about 13.68 degrees Celsius. According to the HadCM3 model, under the A1B scenario, the temperature is about 16.46, according to the IPCM4 model, under the B1 scenario, the temperature is about 16.54, and according to HADGEM, under the A2 scenario, the temperature is 16.55 degrees Celsius, with a difference of 0.01.The output of the aforementioned models showed that the temperature of the Ardabil plain will increase by an average of about 3 degrees Celsius by 2050.

کلیدواژه‌ها English

GCMs
LARS-WG Model
Maximum Temperatures
Synoptic Analysis
Ardabil Plain
ایمان­زاده اجیرلو، زهرا (1395). پیش­بینی و تحلیل سینوپتیکی امواج گرمایی با استفاده از برخی مدل­های گردش عمومی جو در شهرستان اردبیل، پایان­نامه کارشناسی ارشد جغرافیای طبیعی، گرایش آب و هواشناسی سینوپتیک دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل.
بهاروند، نسیبه؛ مجرد، فیروز؛ معصوم پور سماکوش، جعفر. (1403). شبیه­سازی و پیش­بینی امواج گرمایی آینده ایران بر پایه گردش عمومی جو، فصلنامه مطالعات جغرافیایی مناطق کوهستانی، 1(5)، 184- 169.  doi: 10.22034/gsma.2024.714362
ثنایی، مریم؛ خانمحمدی، مجید؛ محمدی، حسین. (1394). تحلیل اثر الگوی سینوپتیکی رخداد مخاطره‌آمیز موج گرمای تابستان 1392 و فوت ناشی از آلودگی شهر تهران. مدیریت مخاطرات محیطی، (1)2، 83-67. DOI: 10.22059/jhsci.2015.53922
حسین پور، زینب؛ شمسی‌پور، علی‌اکبر؛ کریمی، مصطفی؛ خوش‌اخلاق، فرامرز. (1402). تحلیل آماری امواج گرمایی در دامنه­های جنوبی البرز، نشریه تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی، (68)23، 98-81. SID. https://sid.ir/paper/964378/en
خاتمی زرند، داریوش؛ حجازی زاده، زهرا؛ ناصرزاده، محمدحسین. (1398). تحلیل نوسانات زمانی امواج گرمایی منطقه­ی شمال غرب ایران و ارتباط آن­ها با گازهای گلخانه­ای و ناهنجاری­های دمایی کره زمین، نشریه تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی، (52)19، 56-35.  doi: 10.29252/jgs.19.52.35
خرم‌آبادی، فرحناز؛ حسینی، سید محمد؛ پناهی، علی؛ بافنده، ناهید. (1401). بررسی پیش­بینی نوسانات امواج گرمایی در ایستگاه جلفا با استفاده از مدل­های اقلیمی تحت سناریوی RCP8.5، نشریه پژوهش­های آب و هوایی، (10)3، 18-1. doi: 10.30488/ccr.2022.339167.1075
رضایی بنفشه، مجید؛ ملکی مرشت، رقیه. (1401). تحلیل و پیش­بینی امواج گرمایی شهرهای منتخب شمال غرب ایران با استفاده از ریزگردانی SDSM و شاخص بالدی، مجله علوم جغرافیای دانشگاه آزاد سلامی واحد مشهد، (40)18، 89-76. http//:sanad.iau.ir/Journal/geographic/Article/919193
رضایی، مریم؛ نهتانی، محمد؛ آبکار، علیجان؛ رضایی، معصومه؛ میرکازهی ریگی، مهری. (1393). بررسی کارایی مدل ریزمقیاس نمایی آماری (SDSM) در پیش‌بینی پارامترهای دمایی در دو اقلیم خشک و فراخشک (مطالعه موردی: کرمان و بم) پ‍‍ژوهشنامه مدیریت حوزه آبخیز، 5(10) ، ۱۳۱-۱۱.  http://jwmr.sanru.ac.ir/article-1-417-fa.html
سبحانی، بهروز؛ دل‌آرا، قدیر. (1403). بررسی تأثیر الگوهای جوی مختلف بر تغییرات امواج گرمایی شهرستان نیر، جغرافیا و روابط انسانی، (1)7، 637-627. doi: 10.22034/gahr.2023.406381.1908
شادمان، حسین. (1393). تحلیل همدید موج­های گرمایی فراگیر در ایران، پایان‌نامه کارشناسی ارشد، گروه جغرافیایی طبیعی، دانشکده علوم انسانی، دانشگاه زنجان.
صداقت کردار، عبدالله؛ فتاحی، ابراهیم. (1387). شاخص­های پیش‌آگاهی خشکسالی در ایران، جغرافیا و توسعه، (11)6، 76-59. doi: 10.22111/gdij.2008.1616
صلاحی، برومند؛ قدرتی، زینب. (1397). پیش­بینی و تحلیل امواج گرمایی شهر زنجان با استفاده از ریزگردانی LARS-WG و شاخص بالدی، فصلنامه جغرافیای طبیعی، 40، 48-35. DOI:20.1001.1.20085656.1397.11.40.3.7
کاشکی، عبدالرضا؛ کرمی، مختار؛ باعقیده، محمد؛ علیمرادی، محمدرضا. (1398). واکاوی آماری امواج گرمایی زابل، دگرگونی‌ها و مخاطرات آب و هوایی، (1)1،  97-80.https://cccd.znu.ac.ir/article_36081.html
مجرد، فیروز؛ معصوم پور، جعفر؛ رستمی، طیبه. (1394). تحلیل آماری ـ همدیدی امواج گرمایی بالای 40 درجه سلسیوس در غرب ایرانجغرافیا و مخاطرات محیطی، (1)4، 57-41.  doi: 10.22067/geo.v4i1.32793
ملکی مرشت، رقیه؛ سبحانی بهروز. (1402). شناسایی و تحلیل امواج گرمایی شهرهای تبریز و اردبیل و پیش‌بینی آن تحت سناریوهای مدل اقلیمی CanEsm2، مجله مطالعات علوم محیط زیست، (3)8، 7053- 7063. doi: 10.22034/jess.2023.381414.1956
الوان، صفر. (1393) بررسی تغییرات زمانی بارندگی در دشت اردبیل با استفاده از تحلیل­های آماری. پایان­نامه کارشناسی ارشد رشته آب و هواشناسی کاربردی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل.
Abbasnia, M., Toros, H. (2016). Future changes in maximum temperature using the statistical downscaling model (SDSM) at selected stations of Iran. Model. Earth Syst. Environ. 2, 68. https://doi.org/10.1007/s40808-016-0112-z
Allen, M., Dube, O., Solecki, W., Arag´on- Durand, F., Cramer, W., Humphreys, S., Kainuma, M., Kala, J., Mahowald, N., & Mulugetta, Y. (2018). Global warming of 1.5◦ C. An IPCC Special Report on the impacts of global warming of 1.5◦ C above preindustrial levels and related global greenhouse gas emission pathways, in the context of strengthening the global response to the threat of climate change, sustainable development, and efforts to eradicate poverty. In: Sustainable Development, and Efforts to Eradicate Poverty. https://www.ipcc.ch/sr15/
Alvan, S. (2014) Investigating temporal changes in rainfall in the Ardabil plain using statistical analyses. Master's thesis in Applied Meteorology, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil. [In Persian].
Anel, J., Fernandez-Gonzalez, M., Labandeira, X., Lopez-Otero, X. and L, De la Torre. (2017). Impact of Cold Waves and Heat Waves on the Energy Production Sector. Atmosphere,. 10: 1-13. https://www.mdpi.com/2073-4433/8/11/209
Baharvandi, N., Mojarrad, F., Masompour Samakoosh, J. (2024). Simulation and prediction of Iran's future heat waves based on general circulation models. Journal of Geographical Studies of Mountainous Areas, 5(1), 169-184. doi: 10.22034/gsma.2024.714362 [In Persian].
Feron, SCordero, RRDamiani, ALlanillo, PJJorquera, JSepulveda, EAsencio, VLaroze, DLabbe, FCarrasco, J and Torres, G (2019), observations and projections of Heat Waves in south Americas. Scientifc reports. P. 1-15. DOI 10.1038/s41598-019-44614-4
Hosinpoor, Z., Shamsipour, A., Karimi, M., Khoshakhlagh, F. (2023). Statistical analysis of heat waves in the southern slopes of Alborz. Journal Of Geographical Sciences, 23(68 ), 81-98. SID. https://sid.ir/paper/964378/en [In Persian].
Imanzadeh Ajirloo, Z (2016). Forecasting and synoptic analysis of heat waves using some general atmospheric circulation models in Ardabil city, Master's thesis in Physical Geography, Synoptic Meteorology and Hydrology Department, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil. [In Persian].
Kashki, A., Karami, M., Baaghideh, M., Alimoradi, M. R. (2019). Statistical Analysis of Zabol Heat Waves. Climate Change and Climate Disaster, 1(1), 80-97. https://cccd.znu.ac.ir/article_36081.html [In Persian].
Khatami Zarand, D., Hejazizadeh, Z., Naserzadeh, M H. (2019). Analysis of temporal fluctuations of heat waves in the northwestern region of Iran and their relationship with greenhouse gases and global temperature anomalies, Journal of Applied Research in Geographical Sciences, (52)19, 35-56. doi: 10.29252/jgs.19.52.35 [In Persian].
Khoramabadi, F., Hosseini, S. M., Panah, A., Bafandeh, N. (2022). Research of heat wave fluctuations in Jolfa station Using climate models under the rcp8.5 scenario. Climate Change Research, 3(10), 1-18. doi: 10.30488/ccr.2022.339167.1075 [In Persian].
Maleki Meresht., R., Sobhani, B. (2023). Identification and analysis of heat waves in Tabriz and Ardabil cities and its prediction with CanEsm2 climate model scenarios. Journal of Environmental Science Studies, 8(3), 7053-7063. doi: 10.22034/jess.2023.381414.1956 [In Persian].
Mojarrad, F., Masoompour, J., Rostami, T. (2015). Statistical-Synoptic Analysis of Heat Waves above 40○C in the West of Iran. Journal of Geography and Environmental Hazards, 4(1), 41-57. doi: 10.22067/geo.v4i1.32793 [In Persian].
Rezaei Banafsheh, M., Maleki Meresht, R. (2022). Analysis and prediction of heat waves in selected cities in northwest Iran using SDSM micro-regression and Baldi index, Journal of Geographical Sciences, Salami Azad University, Mashhad Branch, (40)18, 76-89. http//:sanad.iau.ir/Journal/geographic/Article/919193 [In Persian].
Rezaei, M., Nahtani, M., Abkar, A., Rezaei, M., Mirkazehi Rigi, M. (2014). Performance Evaluation of Statistical Downscaling Model (SDSM) in Forecasting Temperature Indexes in Two Arid and Hyper Arid Regions (Case Study: Kerman and Bam) . J Watershed Manage Res. 5(10), 117-131.
URL: http://jwmr.sanru.ac.ir/article-1-417-fa.html [In Persian].
Rohini, P., Rajeevan, M. & Mukhopadhay, P. Future projections of heat waves over India from CMIP5 models. Clim Dyn 53, 975–988 (2019). https://doi.org/10.1007/s00382-019-04700-9
Salahi, B., Ghodrati, Z. (2018). Forecasting and analyzing heat waves in Zanjan city using LARS-WG microgrid and Baldi index, Journal of Physical Geography, 40, 35-48. DOI: 20.1001.1.20085656.1397.11.40.3.7 [In Persian].
Sanaie, M., khanmohammadi, M., Mohammadi, H. (2015). Synoptic survey on death rate resultant of Tehran air pollution during heat wave in summer 2013. Environmental Management Hazards, 2(1), 67-83. doi: 10.22059/jhsci.2015.53922 [In Persian].
Sedaghat Kerdar., A. Fatahi, E. (2008). Drought Early Warning Methods over Iran. Geography and Development, 6(11), 59-76. doi: 10.22111/gdij.2008.1616 [In Persian].
Shadman, H. (2014). Synoptic analysis of widespread heat waves in Iran, Master's thesis, Department of Physical Geography, Faculty of Humanities, University of Zanjan. [In Persian].
Sobhani, B., Delara, G. (2024). Investigating the effect of different weather patterns on the changes of heat waves in Nir city. Geography and Human Relationships, 7(1), 626-637. doi: 10.22034/gahr.2023.406381.1908 [In Persian].
Weihe, Zhou, Shuang, Ji, Tsun-Hsuan, Chen, Yi, Hou, Kai, Zhang. (2014): The 2011 heat wave in Greater Houston: Effects of land use on temperature. Environmental Research , 135:81-87. DOI:10.1016/j.envres.2014.08.025
Wilby. R. L., & Dawson, C. W. (2007). SDSM 4.2- A decision support tool for the assessment of regional climate change impacts. Version 4.2 User Manual, Lancaster University, Lancaster/ Environment Agency of England and Wales, Lancaster, 1-94. https://sdsm.org.uk/SDSMManual.pdf
 

  • تاریخ دریافت 04 اسفند 1403
  • تاریخ بازنگری 25 فروردین 1404
  • تاریخ پذیرش 07 اردیبهشت 1404
  • تاریخ اولین انتشار 09 اردیبهشت 1404
  • تاریخ انتشار 01 اسفند 1404