تحلیلی بر تغییرات بارش و پیامدهای آن در ایران – سید اسعد حسینی و فرزاد رمضانی بونش

دکتری اقلیم­ شناسی و مسئول کارگروه اقلیم ­شناسی مرکز تحقیقات راهبردی دفاعی

فرزاد رمضانی بونش

پژوهشگر  مسائل منطقه ای

مرکز بین المللی مطالعات صلح –IPSC

واژگان کلیدی: تغییرات اقلیمی، بارش ، پیامدهای آن در ایران

تحلیل تغیییرات بارش به‌عنوان یکی مهم­ترین پارامترهای اقلیمی می­تواند منابع آبی و طبیعی را تحت تأثیر قرار دهد و پیامدهای اجتماعی، اقتصادی و سیاسی را به دنبال داشته باشد.بنابراین ارزيابي این تغییرات کمک فراواني به چالش‌های مديران و برنامه­ريزان کشوری خواهد كرد. لذا در این بررسی به‌منظور تحلیل و آشکارسازی تغیییرات بارش در ایران، از آمار بارش 34 ایستگاه سینوپتیک در سطح کشور در طول دوره آماری ­30 ساله (2015-1986) با استفاده از آزمون­های آماری پرداخته شد و پیامدهای این تغییرات مورد بررسی قرار گرفت.

روش­های مورد استفاده در آشکارسازی تغیییرات بارش شامل آزمون ناپارامتری من کندال و تخمین­گر شیب سن است. نتایج حاصل نشان داد که در منطقه مورد بررسی در طول دوره آماری مورد مطالعه در بیشتر ایستگاه­های مورد مطالعه بارش دارای روند کاهشی است که این روند کاهشی فقط در ایستگاه­های سنندج، کرمانشاه، بیرجند و جاسک معنی­دار شده است و تغییرات در سایر ایستگاه­ها از نوع نوسانات کوتاه مدت آب و هوایی است. همچنین با توجه به تخمین­گر شیب سن، بیشترین و کمترین شیب تغیییرات بارش به ترتیب مربوط به ایستگاه سنندج و اردبیل است. بر اساس نتایج حاصل روند كاهشی بارش در بیشتر ایستگاه­ها از سال 1998 به خوبي نمود پيدا كرده است. لذا با توجه به تغیییرات بارش در سطح منطقه مورد مطالعه، ضروری است برنامه­ريزان مربوطه در بخش‌های مختلف، راهكارهاي لازم براي كاهش پيامدها و سازگاري با شرايط جديد را اتخاذ نمايند.

مقدمه

امروزه بحران آب در جهان به یک مسئله­ بسیار جدی تبدیل شده است، لذا بر لزوم اهمیت ضرورت منابع آبی کشور بیش‌ازپیش افزوده‌ شده است و بدون شک اجرای صحیح آن بدون شناخت و آگاهی دقیق و جامع از مسائل طبیعی امکان‌پذیر نیست. یکی از وقایع محیطی و بخش جدایی‌ناپذیر نوسانات اقلیمی و یکی از عوامل بحران­های محیطی، خشک‌سالی است که وابسته به عوامل و پارامترهای متفاوتی است و از جمله رخدادهای مصیبت­باری است که هر ساله خسارت‌های زیادی را به جوامع انسانی وارد می­کند. از بین رفتن تولیدات مرتعی، مرگ‌ و میر دام­ها، از بین رفتن صنایع وابسته به کشاورزی، کاهش کمی و کیفی تولیدات و محصولات زراعی و تغییر در استفاده از اراضی از خسارت‌های مستقیم خشک‌سالی است. از جمله اثرات دیگر آن می­توان به افزایش متوسط دمای هوا، افزایش غلظت آلاینده‌ها و افزایش EC آب­ها، افزایش میزان مصرف انرژی به دلیل افزایش دمای هوا، تشدید بحران ناشی از کمبود آب بر زندگی و کاهش رفاه،  بهداشت و امنیت، افزایش وقایع آتش­سوزی جنگل­ها، گسترش آفات و بیماری­ها، کاهش سطح آب­های زیرزمینی و سطحی و مشکلات اقتصادی و اجتماعی اشاره کرد. تغيير پذيري بارش از عوامل مهم طبيعي مي­باشند که سيستم­هاي طبيعي و اقتصادي را تحت تاثير مستقيم خود قرار مي­دهد و دولت­ها هميشه در پي راه حل­هايی براي جبران خسارت ناشي از اين تغییرات هستند. عناصر جوي  با نوسانات خود به صورت مستقيم روند فعاليت­هاي زيستي موجودات زنده و به خصوص انسان را تحت الشعاع خود قرار مي­دهند. اين موضوع در کشور ما که در کمربند خشک و نيمه خشک قرار دارد، چشمگيرتر مي­باشد. هیئت بین‌الدول تغییر اقلیم در سال 2001  گزارش داد  که اقلیم در حال تغییر و گرمایش جهانی در حال وقوع است [1]. این پدیده  به علت افزایش غلظت گازهای گلخانه‌ای در اتمسفر می‌باشد [2]. بسیاری از بلایای طبیعی به‌طور مستقیم و غیرمستقیم در ارتباط با تغییر اقلیم قابل توجیه هستند. به‌طوری که، بر اساس نتایج حاصل از مطالعات تغییر اقلیم در حوضه دریای مدیترانه وجود رابطه بین افزایش دما و کاهش بارش و کمبود آب و افزایش خطر آتش‌سوزی جنگل‌های منطقه به اثبات رسیده است [3]. به‌طورکلی وجود روند تغییرات در سري­هاي زمانی اقلیمی ممکن است ناشی از تغییرات تدریجی طبیعی و تغییر اقلیم یا در  اثر فعالیت­هاي بشر باشد. اثبات وجود روند معنی­دار در یک سري زمانی به تنهایی نمی­تواند دلیلی قاطع بر وقوع تغییر اقلیم در یک منطقه باشد، اما فرض رخداد آن را تقویت  می­کند [4]. جهت تحلیل روند سري­هاي زمانی از روش­هاي آماري مختلفی می­توان استفاده کرد که این روش­ها به دو دسته کلی روش­هاي پارامتري و ناپارامتري تقسیم­ می­شوند. از جمله روش­هاي معتبر ناپارامتري آزمون من- کندال می­باشد. این روش از معمول­ترین روش­های آماري است که براي بررسی وجود روندهاي معنی­دار در سري­هاي زمانی اقلیمی و هیدرولوژیک مورد استفاده قرار می­گیرد. دلیل عمده استفاده از روش­هاي ناپارامتریک در مقایسه با روش­هاي آماري پارامتریک این است که روش­هاي ناپارامتري براي داده­هایی که فاقد توزیع نرمال می­باشند مناسب­تر عمل می­کنند [5]. در سالهاي اخير خطر بيابان‌زايي يکي از موضوعات مهم در مقياس جهاني، هم به لحاظ محيطي و هم شرايط اقتصادي و اجتماعي بوده که مي‌تواند ناشي از شرايط اقليمي و ژئومورفولوژيکي و ضعف در مديريت صحيح محيط باشد. گسترش نواحي خشک و بياباني و پيامدهاي بيابان‌زايي در بسياري از کشورها ازجمله ايران عامل اصلي بر سر راه توسعه­ي پايدار به شمار مي‌آيد که تغييرات اقليمي و به‌تبع آن تغيير در عوامل مورفولوژيکي و زمين‌شناسي مي‌تواند شدت اين پديده را افزايش دهد. کاهش بارش و به تبع آن خشکسالي به عنوان يکي از تهديدهاي مهم و به تعبير برخي از پژوهشگران به‌عنوان مهم‌ترين تهديد در قرن بيست و يکم محسوب مي‌شود. پديده خشکسالي در کشورهای خشک و کم‌آبي همچون ايران هميشه با پيامدهاي امنيتي جدي همراه بوده است ازجمله مهاجرت‌هاي اجباري، منازعه بر سر منابع و اثرات آن بر امنيت انساني. در بخش امنيت انساني خشکسالي به‌صورت مستقيم بر رفاه و شرايط اقتصادي افراد به‌ويژه در منطقه آسيب‌پذير بياباني کشور اثر گذاشته است و به‌صورت غيرمستقيم نيز با تأثير خشکسالي بر منابع آب و کشاورزي در مناطق بياباني کشور موجب افزايش پديده قاچاق مواد مخدر و کاهش امنيت گرديده است. بسياري از کارشناسان تحولات موجود در سوريه و عراق را نيز ناشي از خشکسالي و درنتيجه تنش‌هاي سياسي در منطقه مي‌دانند. تغيير اقليم و به‌تبع آن خشکسالي در بروز جنگ در سوريه نقش پررنگي داشت در سال 2006 چند سال قبل از شروع تظاهرات و جنگ‌هاي داخلي سوريه خشک‌سالي‌هاي گسترده‌اي رخ داد که هنوز هم ادامه دارد و باعث خسارات فراواني به محصولات کشاورزي شده است در طول اين خشکسالي در شمال شرقي سوريه 85 درصد دام‌ها تلف شدند و 75 درصد کشاورزان محصولات سالانه خود را از دست دادند و در عراق نيز با کاهش 70 درصدي محصولات باغي و کشاورزي موجب سوءتغذيه و مهاجرت‌هاي اجباري در سالهاي 2006 تا 2011 گرديد (روزنامه شرق،1394). لذا با توجه به اهمیت تغییرات بارش در این بررسی به تحلیل و آشکارسازی تغییرات بارش در 34 ایستگاه سینوپتیک با پراکندگی مناسب در سطح کشور (شکل 1) در طول دوره آماري بلندمدت (2015-1986) با استفاده از آزمون­های آماری روند تغییرات پرداخته شد .

توزیع مجموع بارش سالانه در سطح کشور با توجه به ایستگاه­های مورد مطالعه نشان می­دهد (شکل 2) که به‌طور کلی بارش منطقه بین 54 تا 519 میلی‌متر در نوسان می‌باشد. نتایج نشان می­دهد که ایستگاه‌های واقع در مناطق شمالی، غربی و شمال غرب کشور از بارش مناسبی برخوردار می‌باشند. کم بارش­ترین محدوده در منطقه مورد مطالعه نیز نواحی مرکزی، جنوب شرقی و جنوبی کشور را شامل می‌شود. در این بین نیز ایستگاه­های یزد و زابل با 54 میلی­متر بارش در سال از کم بارش­ترین ایستگاه­ها در محدوده مورد مطالعه می‌باشند.

نتايج به دست آمده از اعمال آزمون من كندال و شیب سن حاکی از روند نزولی و منفي بارش در بیشتر ایستگاه­های منطقه مورد مطالعه است ولی معنی­داري روند كاهشي به جز ایستگاه­های جاسک، بیرجند، کرمانشاه و سنندج توسط آزمون من-کندال مورد تأييد قرار نگرفته است و می­توان اظهار داشت روند کاهشی در بیشتر ایستگاه­ها از نوع نوسانات کوتاه‌مدت آب و هوایی می­باشد. همچنین بر اساس نتایج حاصل ایستگاه­های کاشان، خوی، تبریز، اصفهان، زاهدان و زنجان دارای روند افزایشی بارش در منطقه بوده­اند که این روند افزایشی در هیچکدام از ایستگاه­های مذکور معنی­دار نشده است. بیشترین و کمترین تغییرات بارش منطقه بر اساس آزمون من کندال نیز به تربیت مربوط به ایستگاه­ سنندج با ضریب من کندال برابر با 1/3- و ایستگاه­ اردبیل با ضریب 00/0 تقریباً بدون تغییر می­باشد. نتایح حاصل از تخمین­گر شیب سن نیز حاکی از روند نزولی و شیب منفي در بیشتر ایستگاه­های منطقه مورد مطالعه است. بیشترین میزان کاهش شیب نیز مربوط به ایستگاه­های سنندج با شیب سن برابر با 85/5- و کرمانشاه با شیب 92/4- است که بر اساس آزمون من کندال نیز این تغییرات در سطح یک درصد معنی­دار شده است. بیشترین میزان افزایش شیب نیز مربوط به ایستگاه خوی با شیب سن برابر با 17/1 می­باشد (جدول 1).

جدول (1)  نتایج حاصل از آزمون­های مورد استفاده بر روی بارش منطقه

^**معنی‌داری در سطح اطمینان 99 درصد        ^*معنی‌داری در سطح اطمینان 95 درصد

نتایج حاصل نشان می­دهد که تغییرات بارش در بیشتر ایستگاه­ها از سال 1998 شروع شده است و تا پایان دوره آماری مورد بررسی ادامه دارد. در مجموع نتایج حاصل از آشکارسازی تغییرات بارش در پهنه مورد مطالعه بیانگر کاهش بارش در بیشتر مناطق کشور است. بیشترین تغییرات کاهشی نیز مربوط به نواحی غربی و شرقی کشور است (شکل 4).

نتیجه­ گیری

شرایط آب و هوایی به موازات سایر عوامل محیطی از مهمترین عوامل موثر در شکل گیری و تکوین شهرها و تداوم حیات شهری به شمار می اید. در واقع شهرها، عناصر شهری و عملکرد آنها همواره از عناصر و عوامل آب و هوایی موثر بوده و هستند. این تاثیر پذیری تا قبل از پیدایش مادر شهرها و شهرهای بزرگ تقریبا یک سویه بوده و از آن به بعد شهرها نیز در اوضاع اقلیمی فضای پیرامون خود تاثیر گذاشته و تغیرات اقلیمی میکرو را پدید آورده اند.تاثیر پارامترهای جوی بخصوص دما و بارش بر کیفیت بتن، نوع مصالح مصرفی در فصول مختلف و موقعیتهای جغرافیایی و اقلیمی مختلف ، زمان شروع استفاده از آن، تاثیر آن بر فولاد و جوشکاری، عمق یخبندان، مطالعات مختلف سدسازی ، جهت گیری ساختمان در اقلیمهای مختلف و صرفه جویی در انرژی مصرفی، نوع سقفهای مورد استفاده در اقلیمهای متفاوت همگی بخش کوچکی از کاربرد داده های هواشناسی و پیشبینی های کوتاه و بلند مدت هواشناسی در این حوضه میباشند. در سالهای اخیر بدلیل نیاز به سازه مستحکمتر بادوام­تر  و در طبقات بیشتر بر اساس اصل (( به صرفه بودن)) نقش این داده ها پررنگ تر  شده ولزوم استفاده بیشتر کارفرمایان، مهندسین، پیمانکاران، بهره برداران و کاربران نهایی به داده های هواشناسی بیشتر شده است. این در حالی است که تا رسیدن به جایگاه مطلوب فاصله زیادی وجود دارد. با بررسي و مطالعاتي كه بر روي پارامتر­ بارش سالانه ايستگاه­های سینوپتیک منتخب در سطح کشور در طول دوره آماری 30 ساله (2015-1986) انجام گرفت، مشخص گردید كه بارش در طول دوره‌ی آماری مورد بررسی تغيير كرده است. اين تغيير در برخی از سری‌های زمانی و برخی ایستگاه­ها از نوع نوسانات کوتاه‌مدت و در برخی دیگر، از نوع تغییرات دارای روند معنی­دار می­باشد. نوع و جهش روند، در سری­های بارشی منطقه از نوع كاهشي و منفي مي­باشد که بیشترین میزان کاهش آن مربوط به ایستگاه­ سنندج با شیب سن 85/5- است بیشترین میزان افزایش بارش منطقه نیز مربوط به ایستگاه خوی با شیب سن برابر با 17/1 می­باشد. بر اساس نتایج حاصل تغییرات افزایشی در هیچکدام از ایستگاه­های مورد مطالعه معنی­دار نشده است و تغییرات کاهشی در ایستگاه­های سنندج، کرمانشاه، جاسک و بیرجند معنی­دار شده است و جهش تغییرات از سال 1998 شروع و تا پایان دوره آماری مورد بررسی ادامه داشته است. بنابراین با توجه به اینکه عرضه بسياری از كالاهای اقتصادی مانند آب، علوفه، غلات، ماهی و نيروی برق‌آبی بستگی به وضعيت جوی دارد.  به دلیل تغييرپذيری طبيعی اقليم، عرضه آب در برخی سال­ها كافی است ولی در سال‌های ديگر ممکن است در حد تأمين نيازهای انسان و محیط‌زیست نباشد و منجر به خشکسالی گردد که یکی از مهم­ترین آنها خشکسالی­های اقتصادی- اجتماعی است. خشک‌سالی اقتصادی- اجتماعی، زمانی رخ می‌دهد كه تقاضا برای يك كالای اقتصادی خاص به دلیل كاهش عرضه‌ آب نسبت به شرايط معمول افزايش، می‌یابد. به‌عنوان مثال در اروگوئه در سال 89-1988 خشک‌سالی موجب كاهش قابل ملاحظه‌ای در توليد برق‌آبی شد. كاهش توليد برق‌آبی دولت را به ورود سوخت گران‌تر نفت و استفاده از ابزارهای تبديلی انرژی براي رفع نيازهای مردم واداشت. جامعه در تمام موضوعات مذکور به طور عمیق درگیر بوده و جلوگیری از آثار سوء این پدیده بر آن‌ها موردعلاقه کل جامعه است. در طول دوره کم آبی و خشک‌سالی بیماری‌های قلب و عروق، حساسیت و بیماری‌های تنفسی افزایش می‌یابد که مورد آخر اساساً به علت آلودگی هوای ناشی از گردوغبار حاصل از فرسایش‌های بادی است. پدیده خشک‌سالی بر ظرفیت بالقوه یک منطقه اثر کاهنده دارد، زیرا بیکاری در منطقه افزایش یافته و استاندارد سطح زندگی مردم کاهش می‌یابد. این امر بالأخص در مناطقی که وضعیت عمومی زندگی در سطح پایینی بوده خطرناک است. در این حالت پدیده کم آبی و خشک‌سالی می‌تواند به عنوان عامل ناپایدار کننده شرایط سیاسی در یک منطقه محسوب شده و اگر این منطقه در مرز بین دو کشور قرار گرفته باشد مسائل و مشکلات عدیده‌ای را در روابط و امور خارجی ایجاد کند. بر اساس گزارش سال 2002 میلادي سازمان بهداشت جهانی، حدود  4 درصد از سندرم­هاي اسهال و 6 درصد از مالاریاي انسانی در سال 2000 میلادي در مناطق مختلف جهان مربوط به تغییرات آب و هوایی کره زمین است. بر اساس همین گزارش پیش­بینی می‌شود در سال 2030 میلادي افزایش سندرم اسهال ناشی از تغییرات آب و هوایی به 10 درصد نیز برسد. بنابراين لازم است با توجه به تغییرات بارش در کشور  و آگاهی از تبعات منفی آن، برنامه­ريزان مربوطه به‌ویژه در بخش­هاي مدیریت منابع آب، كشاورزی، محیط‌زیست، بهداشت و سلامت و همچنین بخش­های اقتصادی و منابع طبیعی راهكارهاي لازم براي كاهش پيامدها و سازگاري با شرايط جديد را اتخاذ نمايند و با توجه به وضعیت موجود و روند تغییرات پارامترهای اقلیمی، بازنگری‌های اساسی در زمینه‌ برنامه­ریزی­های محیطی و تخصیص و بهره­برداری از منابع به‌ویژه منابع آب لازم و ضروری به نظر می­رسد.

منابع

• Dracup, J.A. & Vicuna, S.2005. An Overview of Hydrology and Water Resources Studies on Climate Change: the California Experience. Proc. EWRI 2005: Impacts of Global Climate Change.
• Dettinger, M.D. Cayan, D.R. Meyer, M. & Jeton A.E.2004.S Simulated hydrologic responses yl04.S es yl0Ato climate variations and change in the Merced, Carson, and Amercan River basins, Sierra Nevada, California, 1900-2099, Climate Change, 62: 283-317.
• Panol, T.J. & Loret, F.1998.Climatic warning hazard and wildfire occurrence in coastal eastern Spain, Climate Change, 38: 345-357.
• مدرسی، فرشته.، عراقی­نژاد، شهاب.، ابراهیمی، کیومرث.، خلقی، مجید.1389. بررسی منطقه­ای تغییر اقلیم با استفاده از آزمون­های آماری (مطالعه مورد: آبریز گرگانرود- قره سو)، نشريه آب و خاك (علوم و صنايع كشاورزي)، شماره­ی 3، صص 489-476.
• حسین­زاده طلایی، پربسا.، طبري، حسین.، معروفی، صفر.1388. مقایسه روش­هاي پارامتري و ناپارامتري در بررسی روند تغییرات ماهانه، فصلی و سالانه دبی رودخانه و بارندگی در حوضه آبریز گاماسیاب، هشتمین سمینار بین­المللی مهندسی رودخانه، دانشگاه شهید چمران اهواز، 9 ص.
• Zhang, X., Vincent, L.A., Hogg, W.D., Niitsoo, A. 2000. Temperature and rainfall trends in Canada during the 20th century. Atmospheric Ocean, 38: 395-429.
• Kendall, M.G. 1975. Rank Correlation Measures, Charles Griffin, London.
• Sen, P.K. 1968. Estimates of the regression coefficients based on Kendall’s tau. Journal of the American Statistical Association, 63:1379–1389.

واژگان كليدي: تغيير اقليم‏، بارش، باران