فهرست مطالب

پژوهشهای تغییرات آب و هوایی - پیاپی 13 (بهار 1402)

نشریه پژوهشهای تغییرات آب و هوایی
پیاپی 13 (بهار 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/03/01
  • تعداد عناوین: 6
|
  • بابک شیخ بیکلو اسلام* صفحات 1-18
    شرایط اقلیمی، وضعیت محیطی هر منطقه را شکل می دهد، چیزی که سیستم معیشتی جوامع به آن بستگی دارد و نظام اعتقادی بر پایه آن استوار شده است. بنابراین، هر نوسانی در اقلیم نه تنها قادر است شیوه زندگی انسان ها را تغییر دهد، بلکه بر جهان بینی و معنویات ایشان نیز تاثیر می گذارد. دگرگشت فرهنگی انسان در دوازده هزار سال گذشته با رویدادهای اقلیمی ناگهانی و شدیدی همراه بوده است. این رویدادها بسیاری از دگرگونی های عقیدتی را رقم زده اند. در حقیقت، از آیین های اولیه تا ادیان پیشرفته، همه به نوعی در پیوند با اقلیم بوده اند و ارتباط محکمی با شرایط زیست محیطی داشته اند. در دوران پیشاتمدن، یک دگرگونی عقیدتی در گذار از دریاس جوان به هولوسن اولیه رخ داده که به تدریج تا هولوسن میانی توسعه یافته است. در هزاره چهارم ق.م با ظهور شهرنشینی، تشکیل حکومت های اولیه کاهن-شاهی و طبقاتی شدن جامعه، پرستش پدیده های طبیعت به پرستش خدایان تبدیل شد. ادیان بزرگ امروزی که از هزاره دوم ق.م به بعد پا به عرصه گذاشته اند، دو گروه کلی را تشکیل می دهند که برحسب نوع اقلیم و محیط خاستگاهشان، ماهیت هایی کاملا مجزا دارند. ادیان چندخدایی هندی متعلق به دهقانان مناطق مرطوب و جنگلی و ادیان یکتاپرستی ابراهیمی متعلق به کوچرو-گله داران مناطق خشک و بیابانی بودند. در این مقاله، ارتباط اقلیم و جهان بینی در مسیر دگرگشت فرهنگی انسان از عصر نوسنگی تا عصر جدید بررسی می شود. هدف اصلی، در واقع، آگاهی بخشی درباره رسالت مهم پیشوایان مذهبی در تغییر، اصلاح و تعدیل موثر احکام دینی در راستای برنامه های تاب آوری، سازگاری و کاهش تغییر اقلیم کنونی زمین است. این امر همچنین می تواند به میزان قابل توجهی از تهدیدات و مخاطرات احتمالی اجتماعی-سیاسی داخلی کشورهای درحال توسعه و بیشتر درگیر با تبعات اقلیمی گرمایش زمین بکاهد.
    کلیدواژگان: تغییر اقلیم، هولوسن، جهان بینی، چندخدایی، یکتاپرستی
  • مهناز صادقی، مریم شیخ زاده*، عباس راهدان، علی ریگی صفحات 19-34

    با توجه به اهمیت تبخیر- تعرق در چرخه هیدرولوژی و کاربردهای متنوع آن در علوم مختلف، محاسبه مقدار آن بویژه، تبخیر- تعرق واقعی از اهمیت بالایی برخوردار است. با توجه به اینکه فراوانی پوشش گیاهی یکی از مهم ترین عوامل تاثیرگذار بر دمای سطح زمین است، بنابراین پژوهش حاضر با هدف بررسی خودهمبستگی فضایی دمای سطح زمین و تبخیر- تعرق، شاخص بارش استاندارد شده و میزان آلبدو در ارتباط با پوشش گیاهی در شهر اصفهان می باشد. با استفاده از پردازش داده ها در محیط Google Earth Engine در قسمت اول، یک مجموعه داده مودیس با وضوح بالا و به صورت فصلی برای هر سال طی یک دوره زمانی بین سال های ، 2000 تا 2020  را مورد تجزیه و تحلیل قرار دادیم. سپس تبخیروتعرق به کمک دیتاهای مودیس و روش تورنت وایت با درنظرگرفتن ضریب رشد گیاهی محاسبه شده مورد مقایسه و بررسی قرار گرفتند. در همین راستا پیشبینی خشکسالی با استفاده از شاخص SPI  (یک ماهه،سه ماهه،شش ماهه و دوازده ماهه) برای بازه زمانی 2015 تا 2044  نیز انجام گردید. پس از محاسبه تغییرات جهت شناسایی و کشف الگوها و روندهای موجود در داده های فضایی از یک روش تحلیل فضایی (لکه های داغ) در محیط نرم افزار ArcGis بهره گرفته شد. نتایج این تحقیق مشخص کرد که در فصل بهار بالاترین درصد NDVI با پایین ترین میزان دما  انطباق مکانی ندارد، به عبارت دیگر درصد شاخص پوشش گیاهی با درجه حرارت سطح زمین رابطه معکوس ندارد. در فصل تابستان بالاترین میزان درصد شاخص پوشش گیاهی از نظر مکانی با کم ترین میزان دمای سطح زمین انطباق مکانی کامل دارد. در فصل زمستان نحوه پراکنش الگوهای دمایی به دلیل نقش تعدیل کننده دمایی پوشش گیاهی با استفاده از ساز و کار تبخیر و تعرق در مقایسه با سایر فصول کاملا متفاوت است.

    کلیدواژگان: تغییرات مکانی-زمانی، اقلیم، NDVI، سنجش از دور، GIS، شهر اصفهان
  • محمدرضا فرزانه*، فائزه بنی مصطفی عرب صفحات 35-54
    تغییر اقلیم دامنه گسترده ای داشته و بخش های مختلفی همچون کشاورزی، آب، محیط زیست و غیره را متاثر می سازد. تصویب قوانین تغییر اقلیم از تلاش های بین المللی برای مقابله با این پدیده است. در این پژوهش قوانین مرتبط با سازگاری با تغییر اقلیم در کشورهای در حال توسعه در دو سطح کیفی و کمی تجزیه وتحلیل شده است ابتدا قوانین بر اساس سیستم های اجتماعی-اکولوژیکی در قالب سه سیستم منابع، بازیگران و حکمرانی طبقه بندی می شوند. سپس بر اساس این سیستم ها و زیرسیستم های مربوطه، روند زمانی و مکانی قوانین، تجزیه وتحلیل می شود. تحلیل زمانی نشان می دهد که قوانین سازگاری با تغییر اقلیم در کشورهای در حال توسعه در سال های 1964 تا 2021 تصویب شده اند. تحلیل مکانی نیز حاکی از این است که قاره آسیا دارای بیشترین قانون در این زمینه است. به علاوه تعداد قوانین مورد اشاره در سیستم منابع بیشتر از دو سیستم دیگر بوده و این سیستم از لحاظ زمانی نیز پیش تر مورد توجه بوده است. در گام بعدی نشان داده می شود که زیرسیستم های آب، حمل ونقل و اقتصاد سراسری در هر یک از سیستم ها، بیشتر از سایر زیرسیستم ها مورد اشاره بوده اند و زیرسیستم های آب و کاربری اراضی، تغییر کاربری اراضی و جنگلداری در سیستم منابع، حمل ونقل و ساختمان در سیستم بازیگران و توسعه اجتماعی در سیستم حکمرانی قبل از سایر زیرسیستم ها در قوانین مورد توجه بوده اند. در نهایت مشخص شد که گذشت زمان و افزایش آگاهی در خصوص تغییر اقلیم موجب گستردگی و جامعیت بیشتر اهداف مورد نظر در قوانین سازگاری شده است و قوانین تغییر اقلیم، موجب کاهش انتشار گازهای گلخانه ای می شوند.
    کلیدواژگان: سازگاری، قاعده گذاری، کشورهای در حال توسعه، سیستم اجتماعی-اکولوژیکی
  • رضا دهواری، مهدی صفدری، امیر دادرس مقدم* صفحات 55-68
    تغییرات آب و هوایی تاثیر قابل توجهی بر تولید جهانی محصولات کشاورزی داشته است. مطالعه تاثیر تغییرات اقلیمی بر تولید محصولات کشاورزی برای اتخاذ تصمیمات پیشگیرانه جهت بهبود تولید کشاورزی بسیار مهم است. هدف پژوهش حاضر بررسی اثرات مستقیم و غیرمستقیم ناشی از سرریز های فضایی تغییرات آب و هوایی بر تولید محصول پرتقال در 10 استان ایران، طی دوره زمانی 1385 تا 1399 است. داده های مورد استفاده از وزارت کشاورزی و سازمان هواشناسی اخذ شد. ابتدا برای اثبات وجود وابستگی فضایی آزمون موران انجام شد. سپس مدل دوربین فضایی با استفاده از آزمون والد به عنوان مدل بهینه تعیین شد. مدل با استفاده از نرم افزارStata17 برآورد شد. نتایج مدل دوربین فضایی (SDM) نشان داد که متغیر های متوسط باران سالانه، متوسط دمای سالانه و سطح زیر کشت دارای اثر مثبت و معنی داری بر متوسط عملکرد پرتقال ایران دارند. همچنین متغیر های حداقل دما سالانه و حداکثر دما سالانه تاثیر منفی و معنی داری بر متوسط عملکرد پرتقال ایران دارند. علاوه بر آن تاثیر سرریزهای فضایی سطح زیرکشت و حداقل دمای سالانه بر عملکرد پرتقال مثبت است. سرریزهای فضایی تغییر یک درجه ای متوسط دمای سالانه، عملکرد پرتقال را 68/1 درصد کاهش می دهد. افزایش سطح کشت پرتقال در کشور سبب افزایش عملکرد محصول پرتقال در واحد سطح می شود، بنابراین، توصیه می شود که وزارت جهاد و کشاورزی از سیاست یکپارچه سازی باغات پرتقال در کشور استفاده کنند.
    کلیدواژگان: اقتصادسنجی فضایی، پرتقال، سرریزهای فضایی، تغییرات اقلیمی
  • فائزه گلدی زاده، غلامرضا روشن*، عبدالعظیم قانقرمه صفحات 56-68

    بی نظمی در وضعیت بارندگی ها، خشکسالی ها و بیابانزایی در مناطق مختلف کره خاکی در ارتباط با تغییرات اقلیمی می باشد. از آنجایی که پدیده بیابانزایی به عنوان یکی از بارزترین وجوه تخریب منابع طبیعی در جهان مطرح شده است، در این پژوهش بررسی تغییرات فضایی- زمانی وضعیت بیابانزایی حوضه گاوخونی در طی 6 دهه از سال 1961 تا 2020 با بهره گیری از معیار اقلیمی مدل تعیین شدت بیابانزایی IMDPA تعیین شد. با توجه به نتایج این تحقیق مشخص گردید که دهه اول با میانگین 3.17 شدیدترین و دهه چهارم با 2.22 کمترین شدت بیابانزایی را تجربه نموده و دهه آخر نیز با نمره 2.36 در کلاس بیابانزایی متوسط قرار دارد. یافته های این تحقیق نشان دادند که اگرچه روند تغییرپذیری بیابانزایی بر مبنای میانگین دهه ای در حال کاهش می باشد، اما واقعیت منطقه گویای این است که در دو دهه اخیر بیشینه مساحت حوضه در کلاس بیابانزایی شدید قرار داشته که این هشداری در خصوص آسیب پذیری حوضه نسبت به پدیده بیابانزایی می باشد. از خروجیهای این تحقیق مشخص شد که از میان 3 شاخص معیار اقلیمی، بیشترین امتیاز با میانگین کلی 3.6 در خصوص شاخص ترانسو تجربه شده و سایر شاخص ها در رتبه های بعدی قرار دارند. با توجه به نقشه پهنه بندی شدت بیابانزایی حوضه گاوخونی آشکار گردید که نواحی مرکزی و شرقی از ریسک بالاتر و نواحی شمال غربی و جنوب شرقی ریسک کمتری داشته اند. در این تحقیق به منظور اعتبارسنجی مدل اقلیمی از شاخص NDVI استفاده گردید. تغییرپذیری این شاخص در طی زمان موید افزایش اراضی بایر و کاهش مساحت نواحی آبی و پوشش گیاهی می باشد. بنابراین می توان ملاحظه کرد که خروجیهای دو شاخص NDVI و معیار اقلیمی، یافته های یکدیگر را تایید می نمایند. چنانچه نتایج سایر پژوهش های پیشین نشان می دهند، پیامد گرمایش جهانی منجر به افزایش دما - تبخیر و کاهش بارش در نواحی خشک خواهد گردید. پس با توجه به قرارگیری حوضه گاوخونی در یک ناحیه خشک، انتظار پیامد تغییرات آب و هوایی بر تشدید این مخاطره طبیعی مسیله ای دور از ذهن نخواهد بود.

    کلیدواژگان: تغییر اقلیم، بیابان زایی، مدل IMDPA، حوضه آبریز گاوخونی، ECMWF، NDVI
  • سمیرا رهنما، علی شهیدی*، مصطفی یعقوب زاده، علی اکبر مهران صفحات 89-104

    پایش موثر و به موقع خشکسالی می تواند به توسعه سامانه های خشکسالی و مدیریت بهینه منابع آبی کمک کند. بنابراین، در این پژوهش وضعیت خشکسالی ایستگاه های سینوپتیک استان فارس (آباده، شیراز، فسا و لار) در مقیاس های زمانی مختلف (6،3، 9 و 12 ماهه) با استفاده از شاخص‎های بارش-تبخیر و تعرق (SPEI) و بارش استاندارد چند متغیره (MSPI) مورد بررسی قرار گرفت. در نهایت، به منظور بررسی روند شاخص‎های مورد بررسی از آزمون من-کندال استفاده شده است. بر اساس نتایج، در مقیاس های زمانی کوتاه مدت فراوانی دوره های خشک و مرطوب زیاد است. اما با افزایش مقیاس‎های زمانی، فراوانی دوره‎های خشک و مرطوب کاهش می یابد و تداوم آن‎ها افزایش پیدا می‎کند. از لحاظ شاخص SPEI در مقیاس زمانی 3 ماهه شدیدترین خشکسالی در ایستگاه آباده (20/5-) و شدیدترین ترسالی در ایستگاه شیراز (21/5) می‎باشد. در مقیاس زمانی 6 ماهه شدیدترین خشکسالی و ترسالی به ترتیب در ایستگاه های آباده (45/3-) و شیراز (10/3) مشاهده شد. در مقیاس زمانی 9 ماهه شدیدترین خشکسالی و ترسالی در ایستگاه لار به ترتیب با مقادیر 63/3- و 48/2 می‎باشد. همچنین در مقیاس 12 ماهه شدیدترین خشکسالی در ایستگاه شیراز (37/3-) و شدیدترین ترسالی در ایستگاه آباده (37/2) می‎باشد. تجزیه و تحلیل مولفه های اصلی سری زمانی SPI نشان داد که اولین مولفه اصلی (PC1) می تواند درصد زیادی از تغییرات را در سری های زمانی SPI اصلی در تمام مناطق مورد مطالعه در این پژوهش، به خود اختصاص دهد. همچنین نتایج نشان داد که MSPI ها از نوسانات سری زمانیSPI  به ویژه در دوره های خشک و مرطوب طولانی مدت پیروی می کنند. به طوری که، دوره های خشک و مرطوب جزیی در دوره های خشک یا مرطوب شدید و طولانی، ممکن است توسط MSPI حذف شوند.

    کلیدواژگان: اقلیم، پایش، پنجره زمانی، شاخص بارش- تبخیر و تعرق، MspI
|
  • Babak Shaikh Baikloo Islam * Pages 1-18
    Climatic conditions shape the environmental situation of each region, something that the subsistence system of societies depends on and the belief system is based on. Therefore, any oscillation in the climate is not only able to change the way of life of humans but also affects their ideology and spirituality. Human cultural evolutions in the past twelve thousand years have been accompanied by abrupt climate events. These events have marked many ideological changes. In fact, from primitive rituals to advanced religions, all have been linked to the climate in some way and have had a strong connection with environmental conditions. During the pre-civilization period, a belief evolution occurred in the transition from the Younger Dryas to the early Holocene, which gradually developed into the middle Holocene. In the 4th millennium BC, with the emergence of urbanization, the formation of primitive priest-king governments, and the classification of society, the worship of natural phenomena turned into the worship of gods. Today's major religions, which have emerged since the second millennium BC, form two general groups that have completely separate natures according to the type of climate and environment of their origin. Indian polytheistic religions belonged to the villagers of wet and forested regions and Abrahamic monotheistic religions belonged to the pastoral-nomadic tribes of dry and desert regions. In this article, the relationship between climate and ideology in the course of human cultural evolution from the Neolithic to the Modern age is investigated. The main purpose is to raise awareness about the important mission of religious leaders in changing, modifying, and adjusting effectively some religious laws in line with the current climate change resilience, adaptation, and mitigation programs. This can also significantly reduce the possible domestic socio-political threats of the developing countries that are more involved with the climatic consequences of global warming.
    Keywords: climate change, Holocene, Ideology, Polytheism, Monotheism
  • Mahnaz Sadeghi, Maryam Shaikhzadeh *, Abbas Rahdan, Ali Reegi Pages 19-34

    Considering the importance of evaporation-transpiration in the hydrological cycle and its diverse applications in different sciences, calculating its value, especially the actual evaporation-transpiration, is of great importance. Considering that the abundance of vegetation is one of the most important factors influencing the temperature of the Earth's surface, this study aims to investigate the spatial autocorrelation of the Earth's surface temperature and evapotranspiration, the standardized precipitation index and the amount of albedo in relation to the vegetation in the city of Isfahan. Using data processing in the Google Earth Engine environment, a high-resolution MODIS data set was analyzed seasonally for each year during the period of 2000 to 2020. Then, evaporation and transpiration were compared and analyzed with the help of MODIS data and the Thornthwaite-Mather method, considering the calculated plant growth factor. In addition, drought prediction using the SPI index (one month, three months, six months, and twelve months) was done for the period from 2015 to 2044. After calculating the changes, a spatial analysis method (hot spots) was used in the ArcGIS software environment to identify and discover patterns and trends in the spatial data. The results of this research determined that, in the spring season, the highest percentage of NDVI does not correspond spatially with the lowest temperature, in other words, the percentage of vegetation index does not have an inverse relationship with the temperature of the Earth's surface. In the summer season, the highest percentage of the vegetation cover index is spatially compatible with the lowest temperature of the Earth's surface. In the winter season, the distribution of temperature patterns is completely different compared to other seasons due to the temperature-modulating role of vegetation using the mechanism of evaporation and transpiration.

    Keywords: Spatio-temporal changes, Climate, NDVI, Remote Sensing, GIS, Isfahan City
  • Mohammadreza Farzaneh *, Faeze Banimostafaarab Pages 35-54
    Climate change has a wide range and affects various sectors such as agriculture, water, environment, etc. Climate change regulation is one of the international efforts to deal with this phenomenon. In this research, climate change adaptation laws in developing countries have been analyzed on two qualitative and quantitative levels. First, the laws are classified based on socio-ecological systems in the form of resource, actors, and governance systems. Then, based on these systems and their subsystems, the time and spatial trends of the laws are analyzed. Time analysis shows that climate change adaptation laws have been passed in developing countries from 1964 to 2021. The spatial analysis also indicates that Asia has the most laws in this field. In addition, the number of laws mentioned in the resource system is more than the other two systems, and this system has been considered in laws earlier than the others. In the next step, it is shown that water, transportation, and wide-economy subsystems have been mentioned more than other subsystems in each of the systems, and water and Land Use, Land-Use Change, and Forestry (LULUCF) subsystems, in the resource system, transportation and building in the actor system and social development in the governance system have been considered in the laws before the other subsystems. Finally, it was found that the passage of time and the increase in awareness about climate change have led to the expansion and comprehensiveness of the intended goals in the adaptation laws, and the climate change laws reduce the emission of greenhouse gases.
    Keywords: adaptation, Regulation, Developing countries, Socio- ecological system
  • Reza Dehvari, Mahdi Safdari, Amir Dadrasmoghadam * Pages 55-68
    Climate change has had a significant impact on the global production of agricultural products. Studying the impact of climate change on the production of agricultural products is very important to take preventive decisions to improve agricultural production. The aim of the present study is to investigate the direct and indirect effects of spatial spillovers of climate change on orange production in 10 provinces of Iran, during the period from 2015 to 2019. The data used were obtained from the Ministry of Agriculture and the Meteorological Organization. First, to prove the existence of spatial dependence, Moran's test was performed. Then the spatial Durbin model was determined as the optimal model using the Wald test. The model was estimated using Stata17 software. The results of the spatial Durbin model (SDM) showed that the variables of average annual rain, average annual temperature and cultivated area have a positive and significant effect on the average yield oranges of Iran, while the variables of minimum annual temperature and maximum annual temperature have a negative effect on an average yield of oranges in Iran. In addition, the effect of spatial overflows of cultivated area and minimum annual temperature on orange yield is positive. Spatial overflows of average annual temperature have a negative effect of 1.68 on orange yield. Increasing the area of orange cultivation in the country increases the yield of oranges per unit area, therefore, it is recommended that the Ministry of Agriculture use the policy of integrating orange orchards in the country.
    Keywords: Spatial Econometrics, Orange, spatial spillover, climate change
  • Faezeh Geldizadeh, Gholamreza Roshan *, Abdolazim Ghanghermeh Pages 56-68

    In the present study, the spatio-temporal changes of the desertification status of Gavkhoni Basin during 6 decades from 1961 to 2020 were determined by using the IMDPA desertification intensity model.According to the results of this research, it was determined that the first decade with an average score of 3.17, the fourth decade with a score of 2.22 and the last decade with a score of 2.36 are the highest, lowest and average intensity of desertification, respectively.Although the findings of this study showed that the trend of desertification variability based on the decade average is decreasing, but in the last two decades, the maximum area of the basin has been in the severe desertification class, which is a warning about the vulnerability of the basin to the phenomenon of desertification.From the results of this research, it was found that among the 3 indicators of climate criteria, the highest score (average 3.6) is related to Transo index and other indicators are in the next ranks.Desertification intensity zonation map of Gaukhoni basin showed that the central and eastern regions have higher risk and the northwestern and southeastern regions have lower risk. In this research, NDVI index was used to validate the climate model.The variability of this index over time indicates the increase of barren lands and the decrease of the area of water areas and vegetation.Therefore, it can be seen that the outputs of the NDVI index and the climate criterion confirm each other's findings. Although the results of other previous studies show that the consequences of global warming lead to an increase in temperature -evaporation and a decrease in precipitation in dry areas, however, with the location of the Gavkhoni basin in a dry area, the possibility of the impact of climate change on the aggravation of natural hazards will be significant.

    Keywords: climate change, Desertification, IMDPA Model, Gaukhoni watershed, ECMWF
  • Samira Rahnama, Ali Shahidi *, Mostafa Yaghoobzadeh, Aliakbar Mehran Pages 89-104

    The effective and timely monitoring of drought can help to develop drought systems and optimal management of water resources. Therefore, in this research, the drought situation in the synoptic stations of Fars province (Abadeh, Shiraz, Fasa and Lar) was investigated in different time scales (3, 6, 9 and 12 months) using precipitation-evaporation and transpiration (SPEI) and Multivariate standardized precipitation (MSPI) indices. The Mann-Kendall test was used in order to check the trend of the investigated indicators. Based on the results, the frequency of dry and wet periods is high in short-term time scales. But with the increase of time scales, the frequency of dry and wet periods decreases and their duration increases. In terms of the SPEI index, in the 3-month time scale, the most severe drought is at Abadeh station (-5.20) and the most severe drought is at Shiraz station (5.21). In the time scale of 6 months, the most severe drought and drought were observed in Abadeh (-3.45) and Shiraz (3.10) stations, respectively. In the time scale of 9 months, the most severe drought and drought are in Lar station with values of -3.63 and 2.48, respectively. Also, on a 12-month scale, the most severe drought is in Shiraz station (-3.37) and the most severe drought is in Abadeh station (2.37). Principal component analysis of SPI time series showed that the first principal component (PC1) can account for a large percentage of changes in the original SPI time series in all regions studied in this research. Also, the results showed that MSPIs follow the fluctuations of the SPI time series, especially in long-term dry and wet periods. So, partial wet and dry periods in severe and prolonged dry or wet periods may be excluded by MSPI.

    Keywords: Climate, monitoring, Time window, Precipitation Evapotranspiration Index, MspI