شماره مدرك :
18641
شماره راهنما :
16195
پديد آورنده :
عبديزدان، علي
عنوان :

ارزيابي اثرات تغيير اقليم بر وقوع خشكسالي تركيبي بر اساس مقادير دما و بارش تحت شرايط ناايستا

مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
گرايش تحصيلي :
مديريت منابع آب
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
سال دفاع :
1402
صفحه شمار :
بيست، 93ص. : مصور، جدول
توصيفگر ها :
خشكسالي تركيبي , گرم و خشك , همبستگي دمي , تغيير اقليم , CMIP6 , تغييرات دروني , ناايستايي
تاريخ ورود اطلاعات :
1402/04/20
كتابنامه :
كتابنامه
رشته تحصيلي :
عمران
دانشكده :
مهندسي عمران
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1402/04/21
كد ايرانداك :
2946214
چكيده فارسي :
خشكسالي از جمله وقايع حدي خسارتزا بر محيط زيست و اكوسيستم، حيات بشر و اقتصاد جهاني ميباشد. اين پديده بخصوص با افزايش گرماي سطح زمين ناشي از تغييرات اقليمي، با شدت و فراواني بيشتري پيشنمايي ميگردد. طبق گزارش هيأت بينالدول تغيير اقليم، وقايع حدي تركيبي به دو صورت تعريف ميگردند. 1( رخداد همزمان دو يا چند واقعه حدي. 2( رخداد همزمان يا متوالي دو يا چند واقعه كه بصورت جدا حدي نباشند، اما تأثير تركيب آنها با يكديگر، تأثيري حدي باشد.در اين پژوهش با استفاده از مدلهاي اقليمي پروژه 6CMIP به پيشنمايي وقوع پديده خشكسالي تركيبي در دورههاي تاريخي و آينده در كشور ايران پرداختهشده است. تمركز اين پژوهش تحليل دو متغير دما و بارش در ايجاد خشكسالي تركيبي مطابق دو تعريف فوق ميباشد. در تعريف اول وقوع همزمان مقادير حدي دما و بارش با استفاده از توابع مفصل داراي همبستگي دمي، در مقياس زماني فصلي مورد بررسي قرار گرفت. در تعريف دوم، با استفاده از تحليل فراواني دو متغيره دما و بارش و دهك بندي احتمال حاصل از وقوع توأم مقادير اين دو متغير، وقوع خشكسالي تركيبي تحت شاخص دهك بارش و دما در مقياس رماني فصلي و ساالنه بررسي گرديد. در اين حالت هر يك از دو متغير ميتوانند در محدوده مقادير حدي خود نباشند، اما احتمال وقوع توأم آنها در دهك وقايع حدي قرار گيرد. در ابتدا براي اصالح اريبي هر يك از دو متغير دما و بارش در دوره آينده، از روش اصلاح اريبي چند متغيره استفاده گرديد. سپس با استفاده از توابع مفصل مناسب، احتمال توأم مقادير دما و بارش محاسبه گرديد و دهك وقوع هر يك از جفت دادههاي دما و بارش مشخص گرديد. در گام بعد ايستگاههاي با رفتار توأم مقادير حدي دما وبارش در فصول مختلف شناسايي گرديدند. در فصل پاييز 45 درصد و در فصل تابستان 21 درصد از ايستگاههاي مورد بررسي بترتيب داراي بيشترين و كمترين ايستگاههاي با رفتار خشكسالي تركيبي نسبت به ساير فصول ميباشند. با توجه به تغييرات اقليمي، احتمال وقوع توأم مقادير حدي دو متغير بر اساس روش ناايستا تخمين زده شد. در نهايت تغييرات دروني مدلهاي مختلف در پيش نمايي اين واقعه حدي مورد ارزيابي قرار گرفت. نتايج در دو قسمت اول و دوم بترتيب با استفاده از شاخص دهك بارش- دما و توابع مفصل داراي همبستگي دمي ارائه گرديدهاست. در دوره آينده نزديك، حوضههاي آبريز فالت مركزي و سرخس بيشترين درصد افزايش وقوع دهك بسيار گرم و خشك را نسبت به دوره تاريخي خود در تمام فصول نمايش دادهاند. براي دوره آينده دور، حوضه آبريز فالت مركزي و حوضه آبريز شرق، در تمام فصول بيشترين درصد وقوع مطلق اين دهك خشكسالي را تجربه كردهاند. همچنين در مقياس ساالنه، مواجهه حوضههاي آبريز با خشكسالي براي وضعيت بسيار گرم و خشك تحت سناريوهاي مختلف بصورت تقريبي در آينده نزديك وخيمتر از آينده دور ميباشد.در قسمت دوم، نتايج حاصل از بررسي همبستگي دمي بين مقادير حدي دما و بارش بيانگر همبستگي مطلق منفي بيشتري بين اين دو متغيردر فصل بهار و زمستان ميباشد. بطوريكه بترتيب ميانگين وقوع دوره بازگشت در تمام ايستگاهها 31 و 36 سال در اين دو فصل ميباشد كه نسبت به حالت مستقل بودن اين دومتغيرازيكديگر، افزايش احتمال حدود 3 برابري دارد. در ادامه با استفاده از تحليل ناايستا، همبستگي بين متغيرها و احتمال وقوع تركيبي مقادير حدي آنها براي دوره آتي تا سال 2100 محاسبه گرديد كه نتايج نشان دهنده تغييرات همبستگي بين مقادير حدي اين دو متغير در طول سالهاي 1961 تا 2100 مي باشد. تغييرات همبستگي دمي بين دو متغير دما و بارش تحت تاثير تغيير اقليم در اكثر ايستگاهها روندي كاهشي نشان داد. اين موضوع منجر به افزايش دوره بازگشت وقوع خشكسالي تركيبي در سه فصل پاييز، زمستان و بهار در دوره آينده گرديد، با اين وجود فصل تابستان با روند افزايشي در احتمال وقوع، از مقدار 62 سال دوره بازگشت در دوره تاريخي، به مقدار 57 سال در دوره آينده تغيير كرد. همچنين به علت تغييرات دروني ناشي از تفاوت شرايط اوليه هريك ازمدلها، بازه تغييرات دوره بازگشت و بحرانيترين دوره بازگشت واقعه خشكسالي تركيبي در زمان و مكان پيش نمايي شده است.نتايج بيانگر افزايش تقريبا دو برابري احتمال وقوع خشكسالي تركيبي تحت مدل بحراني در دوره آينده دور نسبت به تاريخي ميباشد. همچنين افزايش احتمال وقوع خشكسالي تركيبي تحت مدل بحراني نسبت به ميانگين مدلها در بازه 18 تا 45 درصدي در فصول مختلف بصورت ميانگين در ايستگاه هاي مورد بررسي، پيش نمايي گرديد
چكيده انگليسي :
The combination of two or more meteorological variables that may not be extreme events alone can lead to the occurrence of compound climate extreme events. The simultaneous occurrence of extreme temperature and precipitation values has been investigated in this study, considering the correlation between these two meteorological variables for selected stations in Iran. Bivariate frequency analysis of temperature and precipitation can be used to define a decile based index. Therefore, we used precipitation- temperature decile index (PTDI) as a criterion to detect the type of drought condition in which past and future events will be placed. Falat Markazi and Sarakhs basins, showed the maximum difference of extreme dry/hot condition in near future than historical period in every season. Almost all the basins will experience more severe extreme dry/hot condition suing three climate change scenarios in near future than far future. Probability of a compound drought involving two variables has then been calculated using the non-stationary method in accordance with climate changes. Finally, internal variations of different models were eva‎luated in the projection of compound drought. Tail dependence between these two variables were first calculated for this purpose using observational data for precipitation and temperature between 1961 and 2021 using various copula functions. Stations where the compound drought is caused by the concurrent occurrence of extreme values of precipitation and temperature were then identified based on the goodness of fit test of tail dependent copula functions. The proportion of stations with compound drought behavior is highest in the autumn season (45%), compared to other seasons. Findings indicate a negative correlation between these two variables particularly in the spring and winter. In these two seasons, the average return period across all stations is 31 and 36 years, which raises the probability relative to the situation in which these two variables are independent of one another by about three times. Using the 100-member large ensemble model cesm2, the non-stationary analysis was used to determine the time dependent correlation and bivariate probability of occurrence of their extreme values for the future period. The findings demonstrate the change of the correlation between these two variables' extreme values from 1961 to 2100. In most stations, the tail dependence between the two variables of temperature and precipitation decreased. Three seasons of autumn, winter, and spring all experienced an increase in the return period of compound drought occurrence as a result of this issue, but summer season experienced a decrease in this return period, from 62 years in the historical period to 57 years in the future period. Additionally, the range of changes of the return period and the most critical return period of compound drought have been projected spatiotemporally due to internal variations brought on by the different initial conditions of each of the models. Compared to other seasons, the variations in spring were less pronounced. Additionally, these internal variations, which are a significant source of uncertainty, change over time and present greater interval in future. The north and west of the country have the lowest vriability, according to the spatial pattern generated by the eva‎luation of internal variations. According to the findings, the probability of a compound drought in future, compared to the historical period, is almost two times higher under the critical model. In addition, the critical model predicted an increase in the probability of compound drought occurrence relative to the average of the models in the range of 18 to 45% in various seasons on average in the studied stations.
استاد راهنما :
آزاده احمدي
استاد داور :
رامتين معيني , محمدحسين گل محمدي
لينک به اين مدرک :

بازگشت