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
ایستگاه | آماره
من کندال |
شیب سن | ایستگاه | آماره
من کندال |
شیب سن |
آبادان | 78/1- | 51/2- | خرم آباد | 25/1- | 79/3- |
اهواز | 82/1- | 59/2- | خوی | 79/0 | 17/1 |
اردبیل | 00/0 | 06/0- | مشهد | 39/1- | 9/1- |
بم | 32/0- | 23/0- | ارومیه | 89/0- | 98/1- |
بندر لنگه | 75/1- | 36/2- | سبزوار | 64/1- | 53/2- |
بیرجند | **6/2- | 01/3- | سقز | 39/1- | 58/3- |
بوشهر | 61/1- | 63/2- | سنندج | **1/3- | 85/5- |
چابهار | 04/0- | 19/0- | سمنان | 68/0- | 58/0- |
اصفهان | 04/0 | 006/0 | شهرکرد | 57/0- | 04/1- |
قزوین | 89/0- | 71/1- | شیراز | 89/1- | 49/4- |
گرگان | 82/0- | 78/2- | تبریز | 04/0 | 2/0 |
همدان | 36/0- | 6/0- | تهران | 39/0- | 03/1- |
ایرانشهر | 11/1- | 42/1- | تربت حیدریه | 78/1- | 89/2- |
جاسک | *96/1- | 98/2- | یزد | 68/0- | 35/0- |
کاشان | 04/0 | 03/0 | زابل | 81/1- | 44/1- |
کرمان | 71/0- | 84/0- | زاهدان | 21/0 | 21/0 |
کرمانشاه | **63/2- | 92/4- | زنجان | 39/0 | 84/0 |
**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