پهنه‌بندی میزان تغییرات اقلیمی از دیدگاه کشاورزی در دوره اقلیمی آینده مطالعه موردی: استان خراسان رضوی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری اقلیم شناسی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد نجف آباد، نجف آباد,ایران

2 استادیار اقلیم شناسی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد نجف آباد، نجف آباد، ایران

3 استاد هیدرولوژی، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران

چکیده

  در این تحقیق سعی شده است تغییرات دما و بارش و همچنین بعضی از شاخص‌های حدّی موثر بر بخش کشاورزی در دوره اقلیمی 1418-1389 در سطح استان خراسان رضوی ارزیابی گردد. با استفاده از داده‌های آب وهوایی که توسط مدل GCM ECHO-G سناریوی A1 برای دوره آینده برآورد شده است، میزان تغییرات 8 شاخص موثر، نسبت به میانگین دوره گذشته محاسبه شده است. نتایج حاکی از افزایش متوسط درجه حرارت (5/0 درجه سلسیوسی)، طول دوره رشد(17روز)، میانگین بارندگی(7 میلیمتر)، تعداد بارش‌های سنگین(یک روز) و ضریب تغیرات بارندگی (5/1 درصد) و همچنین کاهش در طول دوره یخبندان(7/14روز)، تعداد روزهای یخبندان(15روز) و تعداد روزهای همراه با بارندگی (9روز) را در دوره اقلیمی آینده نشان می دهد. نتیجه تحلیل فضایی که از ترکیب هشت لایه میزان تغییرات شاخص‌ها در محیط GIS صورت گرفته، نشان می دهد، میزان تغییرات اقلیمی در سطح منطقه مورد مطالعه بین 46 تا 65 درصد خواهد بود. (از حداقل 0 تا حداکثر100درصد). نواحی عمده استان میزان تغییراتی بین 50 تا 60 درصد را تجربه خواهند کرد. بیشترین و شدیدترین تغییرات در مناطق شمالی استان خراسان رضوی و دشت مشهد رخ خواهد داد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Zoning of climate changes rate base on agriculture approach in future climatic period (case study Khorasan Razavi province)

نویسندگان [English]

  • R. Esmaeili 1
  • A. Gandomkar 2
  • H. A. Ghayoor 3
چکیده [English]

  Zoning of climate changes rate base on agriculture approach in future climatic period (case study Khorasan Razavi province)     R. Esmaile. ( * ),  PhD student of climatology, Islamic Azad University of Najaf Abad, Najaf Abad, Iran.   email: esmaili_1384@yahoo.com     A. Gandomkar. Assistant professor of climatology, Islamic Azad University of Najaf Abad, Najaf Abad, Iran .     H. A. Ghayoor. Professor of Hydrology , University of Isfahan , Isfahan , Iran .   Received: 21 Desember 2009 / Accepted: 17 August 2010, 9-12 P       Extended Abstract   1- Introduction   The trend analysis of the historical data and the output of Global Climate Models (GCMs) show that climate change is inevitable.   According to the current trend, world population would be increased twice during in the one hundred futures. Climate change has most important in agriculture aspect because the agricultural section provides food for people and climate change influence the safety food. One of the climate changes is boundary replacement of forest and agricultural areas toward north.     According to the report of Intergovernmental panel of climate change (IPCC), the most important results of climate change will be as follow:   - Intensifying climatic cricis   -Warming of high latitudes,   - Decreasing of available water resource and   - Development of monsoon rainfall toward the poles.   Thus, the clear characteristic of climate change should be explored in studying critical phenomena spatially in agriculture which is more important. In this research, the changes of eight indices effective on agriculture have been investigated for future climatic period (2010- 2039). In the next step, spatial analysis has been done for anomaly of each index as separately and together .     2- Methodology   In this research, the changes of variables such as temperature, rainfall, growth season length, freezing season length, coefficient of variations (CV)for rainfall, number of rainy days and heavy rain frequency (over 10 mm) were investigated in the last period (1964-2005) and future period (2010-2039). In this research, have been used 8 synoptic stations. Three stations including Mashhad, Torbat-e Heydariyeh and Sabzevar are located into Khorasan Razavi province.   The future climate conditions have been predicted using the output of GCM ECHO-G model and A1 scenario. In the next step, the data has been downscaling using LARS WG model on the daily scale. Then, the changes of each variable which mentioned above have been calculated in the last and future period.   Ultimately, the anomaly map for each index was drawn by GIS software.     3- Discussion   According to the obtained results of this research, the temperature would be increased for 0.5 degree centigrade in the future period (2010-2039). The amounts of temperature increased for Mashhad, Sabzevar and Torbat-e Heydariyeh would be 0.38, 0.46 and 0.36 degree centigrade respectively.   Amount of changes for rainfall is not unique. For example, the amount of rainfall in two stations including Mashhad and Torbat-e Heydariyeh have been increased 20.7 and 12.5 millimeter respectively while Sabzevar station has been experienced the decreasing trend of 8 millimeters. Also, the change of growth season length was very considerable. The growth season length would be increased 17 days in total of Khorasan Razavi province. But freezing season length and the number of freezing days would be decreased 14.7 and 14 days respectively.   While the average rainfall would be increased in the future period, the results of this research showed that the number of rainy days would be decreased. The increase of heavy rainy days frequency and unsuitable distribution of rainfall might have the negative effects in the agricultural section.     4- Conclusion   The Results of this research showed that variables such as temperature and precipitation would be increased during future 30 years (2010-2039). This increasing for temperature and precipitation were calculated 0.5 degree centigrade and 7 millimeter respectively. Also the amount of growth season length, the number of heavy rainy days and rainfall variations coefficient would be increased. The mount of indices such as freezing period, freeze season length and number of rainy days would be decreased. Based on spatial analysis on all of the GIS layers of the anomaly maps showed that the rate of climate changes would be nearly between 46-65 percent. The most changes would be occurred in Mashhad plain and the northern region of Khorasan Razavi province and central regions such as Torbat-e Heydariyeh would have the less change.   Key words: Climate Changes, Statistical downscaling, LARS WG Model, Climatic critical indices, Climate models.     References   Arnon, I. (1999). principal of agriculturein dry regions, evaz kochaki and afshen soltani, amozeshekheshavarz publisher,first edition   Esmaili, reza. (2007). An Analysis of Spring frost And its Impact in Agriculture: An Synoptic-statistical Perspective Case study: Mahvelat Region, The dissertation of m. sc. In physical geography and (climate in environmental planning), the university of sistan and baluchestan Gradute school   Esmaili, reza., majed habibinokhandan & gholam abas fallah ghalhari. (2011). the changes assessment of growth season length and freezing due to climate fluctuation, case study khorasanrazavi province , Journal of physical geographical research, issue 73, PP.69.   Babaiyan, iman & raheleh modireyan and maryam karimi. (2008). The assessment of climate change in Iran between 2070-2100 using the précis climate model. Third conference of water management in Iran, Tabriz   Nameless. (2005). Investigation of global climate model results and determination of suitable model for Iran, Planning and Research Institute of Agricultural Economics. Management of research & findings.   Behzad, barzgar & afshen, soltani. (2007). the effect of climate change on face pea operation in the North West Iran, the second of Iran ecology national congress.   Pedram, Mojdeh. (2008). Investigation of the changes of Non-Frost Length and Numbers of Frost Days in West and East Azerbaijan Provinces. Isfahan University Science Journal. issue3   Jafar, baiglo & Zahra bobaraki. (2009). The Estimation of saffron-growing areas in Ghazvin province by analytic hierarchy presses, physical geography research quarterly, issue, 66, pp 101-109   Jafari moghadam, majed, Afshen soltani and Ebarahim zainali. (2007). the prediction of the global climate change on future climate in khorasan razavi province. The second nation congress of the agricultural and Iranian ecology   Shaemibarzaki, akbar & majid habibi nokhandan. (2009). Global Warming Biological and Ecological Impacts, tarjemankherad publisher, mashhad, first Edition   SedaghatKerdar, Abdullah Rahimzade, Fatimah. (2008). the changes of Growth Season Length in Second Half of 20 Century in Iran. Investigate in Constructiveness Quarterly.isuee 75.   Fallah ghalhari, gholamabbas & mohhamad mosavi baigi and maid habibi nokhandan. (2009). the comparative of obtain results Mamedani FIS and artificial neural network for season rainfall, Iranian water resource journal, issue 14   F.i, wood ward. (1998). the ecological consequences of global climate change, translated by Kochaki, evaz and hamid reza sharifi and eskandar zand, jahaddaneshgahi, publisher   Malchowiski, yachk. (2006). geography information system and analytic hierarchy presses , translate by ali akbar parhezkar and ata ghafari gelandeh, samt publisher, first edition   mohamadi, hossen & mahdikazimi and nafesehgodarzi. (2007). The Estimation of saffron-cultivation inisfahan province by GIS, Investigate in Constructiveness Quarterly.isuee issue, 76   Masoodian, abolfazl, & mohama drezakaviani (2007). Climatology of Iran, isfahan university publisher.   Mahdi m ontaziri & hedayat fahmi. (2003). the impact of climate change on water resurce in iran, third regionally conference of the climate change   Momeni, mahdi. (2003). the impact of climate change on instability ecology in iran, third regionally conference of the climate change   Mir Mohammad Meybodi, Mohammad Ali TorkeshEsfahani, Saied. (2004). The Management of Cold Stresses and Frost of Agricultural and Rebellious Plants. JahadeDaneshgahi Publishers. Isfahan Industrial Branch   Hemati, rasoul and esrafil golmohamadi and azim nasiri & Ali dolat mehri. (2006). Study of climate change role in Increased or reduced atmospheric and climatic disasters in Ardebil province .   

کلیدواژه‌ها [English]

  • Climate Changes
  • Statistical Downscaling
  • LARS WG Model
  • Climatic critical indices
  • Climate models
 
اسماعیلی، رضا، (1386)، بررسی یخبندانهای یررس بهاره از دیدگاه آماری _سینوپتیکی و اثرات آن بر محصولات باغی،پایان نامه کارشناسی ارشد اقلیم شناسی در برنامه ریزی محیطی، دانشگاه سیستان و بلو چستان

بدون نام، (1384)، بررسی نتایج و پیش بینی‌های مدل‌های جهانی اقلیم و تعیین مدل مناسب برای منطقه و ایران، موسسه پژوهشهای برنامه ریزی و اقتصاد کشاورزی- مدیریت امور پردازش و تنظیم یافته‌های تحقیق.

بدون نام،  سالنامه آماری استان خراسان رضوی، (1386)، معاونت برنامه ریزی استانداری خراسان رضوی دفتر آمار و اطلاعات.

بهزاد برزگر، امیر و افشین سلطانی، (1386)، اثرر تغییر اقلیم بر عملکرد نخود در شرایط دیم شمال غرب ایران، دمین همایش ملی کشاورزی بوم شناختی ایران.

پدرام، مژده، (1386)، بررسی تغییرات طول دوره بدون یخبندان و تعداد روزهای یخبندان در استان آذربایجان غربی و شرقی، مجله پژوهشی دانشگاه اصفهان، شماره 3.

پژوهشکده اقلیم شناسی، (1386)، دومین گزارش طرح مدلسازی اقلیم و مطالعه تغییر اقلیم در ایران با استفاده از ریز مقیاس نمایی آماری خروجی مدل ECHO –G " پروژه خاتمه یافته پژوهشکده اقلیم شناسی.

جعفری مقدم، مجید و حسین حاجی زاده و افشین سلطانی و ابراهیم زیننلی، (1386)، پیش بینی اثر تغییر اقلیم جهانی بر اب و هوای اینده خراسان، دومین همایش ملی کشاورزی و بوم شناختی ایران.

جهانگیری، زهره، فاطمه رحیم زاده، (1382)، نقش قابلیت داده‌ها در مطالعات تغییرات اقلیمی، سومین کنفرانس تغییر اقلیم، اصفهان.

شائمی برزکی، مجید حبیبی نوخندان، (1388)، گرمایش جهانی پیامد‌های زیستی –اکولوژیکی، چاپ اول، انتشارات ترجمان خرد مشهد.

صداقت کردار، عبدالله، فاطمه رحیم زاده، (1386)، تغیییرات طول دوره رشد گیاهی در نیمه دوم قرن  بیستم در کشور، فصلنامه پژوهش در سازندگی، شماره 75.

فرج زاده اصل، منوچهر، (1384)، سیستم اطلاعات جغرافیایی و کاربرد آن در برنامه ریزی توریسم، چاپ اول، انتشارات سمت.

کوچکی، عوض، حمید رضا شریفی و اسکندر زند، (1377)، پیا مدهای اکولوژیکی تغییر اقلیم، چاپ اول، انتشارات جهاد دانشگاهی دانشگاه فردوسی.

مالچفسکی، یاچک، (1385)، سیستم اطاعات جغرافیایی و تحلیل تصمیم چند معیاری، ترجمه علی اکبر پرهیزکار و عطا غفاری گیلانده، چاپ اول، انتشارات سمت.

منتظری، مهدی و هدایت فهمی، (1382)، اثرات تغییر اقلیم برمنابع آب کشور، سومین کنفرانس منطقه ای تغییر اقلیم.

مومنی، مهدی، (1382)، تغییر اقلیم و اثرات آن بر ناپایداری اکولوژیکی ایران، سومین کنفرانس منطقه ای تغییر اقلیم.

میرمحمدی میبدی، سید علی محمد و سعید ترکش اصفهانی، (1382)، مدیریت تنش‌های سرما و یخ زدگی گیاهان زراعی و باغی، انتشارات جهاد دانشگاهی واحد صنعتی اصفهان.

همتی، رسول، اسرافیل گلمحمدی آذر و عظیم نصیری و علی دولتی مهر، (1385)، بررسی نقش تغییرات اقلیمی در تشدید یا کاهش بلایای جوی و اقلیمی استان اردبیل، بولتن علمی پژوهشکده اقلیم شناسی، شماره اول و دوم.

 

Alexander, L .X .Zhang, T. C. peterson, j. Caesar, B.Gleason, A Klein Tank, M. Haylock, D. Collins, B. .Trewin, F. Rahimzadeh, A.Tagipour, P. Ambenje, K. Rupa Kumar. J.Revadekar, G.Griffiths, L.Vincent, D. Stephenson. J. Burn, E.Aguilar, M. brunet, M. Taylor, M. New, P. Zhai, M. Rusticuccci and j.

L. Vazquez-Aguirr. (2005).Global observed Change in daily climate extremes of temperature and precipitation. J. Geophyes. Res, D05109, DOI: 10.1029/2005J D006290.

Bonsal, B, R .X .Zhang, L, A. Vincent, and W. D H ogg, 2001. Characteristics of daily and extreme temperature ca nada J .climate, 14, 1959-1979.

Cayan, D. R, S. Kammerdiener, M. Designer, J.Capiro, & D. Peterson. (2001). change in the onset of spring in the western united sate bull Amer .meteor .soc. 82, 399-415

Easterling. D. R, J .L.Evans, P.YA.Groisman, T.R Karl, K, E.kunkel and P.Ambenje. (2000). Observed variability and trend in extreme climate events: A brief review.B ulletin of the American Meteorological Society, 81(3)417-425

Heino, R. & Coauthors. (1999). Progress in the study of climate extremes in northern and central Europe, climate change, 42, 151-181.

Plummer, N, 1999. Marine climate-metadata and standards .In international Workshop  for port Meteorologicla Officers from         RAs II and V, Melburne, Australia ,8-12 November 1999

Robenson, S. M. (2002). Increasing Growing- season in IIIinois during the 20 the Century Climate Change 52: 219 -238

Rasco, P., Szeidl, L., & Semenov, M.A. (1991). A Serial approach to local stochastic models .j.Ecological Modeling 57, 27-41

Rietveld, M.R. (1978). A new method for estimating for regression coefficients in the formula relating solar radiation to sunshine. Agricultural and Forest Meteorology 19: 243-252.

Robenson, S. M. (2002). Increasing Growing- season in IIIinois during the 20 the Century Climate Change 52: 219 -238

Semenov, M.A., Brooks, R.J., Barrow, E.M. and Richardson, C.W. (1998). Comparison of the WGEN and LARS-WG stochastic weather generators for diverse climates. Climate Research 10: 95-107.

Schwarts, M. D., & B. Reiter, 2000. Changes in northe American Spring, INT. climatol; 20, 929-932.  

Zhang, x, E .Aguilar, S .Sensoy, H. Melkonyan, U. Tagiyeva, N. Ahmed, N. Kutaladze, F. Rahemzadeh, A. Taghipour, T. H. Hantosh, p. Albert, M. Semawi, M. Karem Ali, A.  Halal Said Al –Shabibi, Z. Al –Oulan, Taha zatari, I, Al Dean khalet, S. Hammond, M. Demircan M. Eken, M. Adiguzel, l. Alexander m t. C. Peterson and T. Walis, 2005. Trends in Middle East, Climate extremes indices during 1930-2003, J.Geophys.Res, D22104, DOI: 10.1029/2005JD006181