بررسی عدم قطعیت شبیه‌سازی بارش آینده (مطالعه موردی: ایستگاه همدیدی بجنورد و مشهد)

Abstract

علیرغم پیشرفت علم و در نتیجه دقیق‌تر شدن مدل‌های اقلیمی در پروژه‌های تغییر اقلیم، منابع مختلفی از عدم قطعیت وجود دارد که ناشی از فعالیت‌های انسانی و واکنش متقابل سیستم اقلیمی در مقیاس‌های بزرگ مکانی و زمانی است. لذا، به‌منظور کاربرد موفقیت‌آمیز شبیه‌سازی‌ پارامترهای هواشناسی در تحقیقات کاربردی منابع آب، تحلیل عدم قطعیت ضروری است. هدف این تحقیق، بررسی عدم قطعیت شبیه‌سازی‌ سری‌زمانی بارش در افق آتی اول (2040-2011) و افق آتی دوم (2070-2040) با دو روش باکس پلات و بوت استرپ است. شبیه‌سازی‌های سری‌ زمانی بارش خروجی مدل‌‌ HadCM3 با سناریوهای A1B، A2، B2، B1، مدل‌های NCPCM، CNCM3 با سناریوی A1B، مدل GFCM2 با سناریو‌های A1B و A2 و مدل CGCM3با سناریوهای A1B و A2 با دو مدل ریز مقایس گردانی آماری و در مجموع 10 سناریوی مختلف برای بررسی عدم قطعیت شبیه‌سازی‌ها در دو افق آینده اول و دوم استفاده شد. در این تحقیق دو روش باکس- ویسکر و روش غیرپارامتری فاصله اطمینان بوت استرپ جهت بررسی و کاهش عدم قطعیت شبیه‌سازی‌ها بکار برده شد. طبق نتایج نمودار باکس- ویسکر در ایستگاه همدیدی بجنورد، شبیه‌سازی‌های ماهانه در بعضی سناریوها با دو مدل CGCM3 و HadCM3 در افق اول و مدل HadCM3 در افق دوم به عنوان داده پرت برای مرحله بعدی آنالیز در نظر گرفته نشد. در ایستگاه همدیدی مشهد نیز اختلاف معنی‌داری در شبیه‌سازی بعضی مدل‌های GCM و سناریوهای انتشار مشاهده شد که مربوط به مدل CGCM3 در دو ماه ژانویه و مارس و مدل GFCM3 در ماه‌های مربوط به فصل تابستان بود. بعد از شناسایی و حذف سناریوهای پرت با روش باکس-ویسکر، نتایج بیانگر انتظار افزایش بارش در هر دو ایستگاه و در هر دو افق آینده است. در مرحله بعد با روش بوت استرپ عدم قطعیت خروجی برای مجموعه شبیه‌سازی‌ها محاسبه شد. نتایج در ایستگاه همدیدی بجنورد بیانگر ضخامت زیاد باند عدم قطعیت در اکثر ماه‌ها به‌جز در ماه‌‌های آگوست و اکتبر است. همچنین مقایسه مقادیر میانگین شبیه‌سازی بارش ماهانه آینده با دوره پایه بیانگر افزایش بارش در شش ماهه دوم میلادی در دو افق آتی نسبت به دوره پایه است. در بیشتر مطالعات قبلی در ایران طیف گسترده‌ای از عدم قطعیت‌ها در بحث پیش‌بینی تغییر اقلیم را در نظر نگرفتند و درنتیجه یافته‌های آنها دقیق‌تر از آنچه که واقعا هستند به نظر می‌رسد. بنابراین نتایج آنها کمتر مورد قبول محققان است و برای سیاستگزاران منابع آب گمراه کننده است. به نظر محققین این مقاله روش ارایه شده در اینجا تا حدودی نقص اساسی در بیشتر مطالعات تغییر اقلیم در کشور را پوشش می‌دهد و عدم در نظر گرفتن عدم قطعیت در مطالعات تغییر اقلیم می‌تواند به کم بها دادن طیف وسیعی از اثرات تغییر اقلیم منجر شود.

Keywords

• بارش
• باکس- ویسکر
• بوت استرپ
• تغییر اقلیم
• عدم قطعیت