انتخاب مدل بهینه‌ی CMIP6 و ناهمگونی مکانی پیش‌بینی‌های ریزمقیاس‌شده‌ی بارش و دما در یک حوضه‌ی نیمه‌خشک، مرکز ایران

چکیده مقاله

تشدید چالش‌های تغییر اقلیم در مناطق خشک و نیمه‌خشک، ارزیابی دقیق مؤلفه‌های هیدرو-اقلیمی را برای مدیریت پایدار منابع آب ضروری ساخته است. این پژوهش با هدف شبیه‌سازی و پیش‌بینی تغییرات آتی دما و بارش در پنج ایستگاه سینوپتیک حوزه آبخیز دشت کاشان (نطنز، کاشان، میمه، کهک و دلیجان) با استفاده از داده‌های روزانه دوره پایه (۲۰24–۲۰04) و مدل‌های CMIP6 انجام شد. خروجی ۱۱ مدل گردش عمومی جو با پنج شاخص عملکردی MAE، MSE، RMSE، MAPE وR2 ارزیابی و چهار مدل برتر ACCESS-ESM1-5، CESM2، MPI-ESM1-2-LR و BCC-CSM2-MRانتخاب شدند. نتایج نشان داد مدل CESM2 در شبیه‌سازی دما در تمامی ایستگاه‌ها کمترین خطا و بالاترین ضریب تبیین را دارد و به ‌عنوان مدل شاخص ریزمقیاس‌نمایی دما انتخاب شد. برای بارش، بهینه‌ترین مدل بسته به ایستگاه متفاوت بود اما مدل‌های MPI-ESM1-2-LR، BCC-CSM2-MR و ACCESS-ESM1-5 بهترین عملکرد را ارائه دادند. ریزمقیاس‌نمایی آماری با مدل LARS-WG8 تحت سه سناریوی SSP1-2.6،SSP2-4.5 و SSP5-8.5 برای دو افق آینده نزدیک (۲۰40–۲۰21) و آینده میانی (۲۰60–۲۰41) انجام شد. نتایج نشان می‌دهد میانگین دمای حوضه در آینده میانی بین 64/0 (SSP1-2.6) تا 29/1 درجه سانتی‌گراد (SSP5-8.5) افزایش می‌یابد، درحالی‌که سیگنال گرمایش در آینده نزدیک ضعیف‌تر است (05/0 تا 33/0 درجه). برخلاف تصور رایج، میانگین بارش حوضه در اغلب سناریوها افزایشی جزئی (5/1 تا 2/7 درصد) دارد، اما این میانگین حوضه‌ای، تحت تأثیر ناهمگونی شدید مکانی می‌باشد. ایستگاه نطنز افزایش قابل‌توجه (تا ۲۵ درصد) و ایستگاه میمه، با وجود بالاترین ارتفاع، کاهش پیوسته (تا ۱۵ درصد تحتSSP5-8.5 ) را نشان می‌دهد، درحالی‌که کاشان تغییری اندک دارد (4/4- تا 7/7+درصد). این یافته‌ها نشان می‌دهد رابطه ساده ارتفاع بیشتر برابر با افزایش بارش بیشتر در این حوضه صدق نمی‌کند و ضرورت پایش ایستگاهی و پیوند این خروجی‌ها با مدل مدیریت منابع آب WEAP را تأیید می‌کند.