اقلیم و بوم سازگان مناطق خشک و نیمه خشک

اقلیم و بوم سازگان مناطق خشک و نیمه خشک

ارزیابی تغییرات بلندمدت دما و بارش در ۲۲ شهر ایران طی شش دهه (1337–1396)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشجوی دکتری مدیریت و کنترل بیابان، دانشکده کویر شناسی،دانشگاه سمنان، ایران
2 گروه مدیریت مناطق خشک، دانشکده کویرشناسی، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران
چکیده
سابقه و هدف: تغییرات اقلیمی به‌عنوان یکی از چالش‌های مهم زیست‌محیطی قرن حاضر، الگوهای بارش و دمای کره زمین را به‌ویژه در مناطق خشک و نیمه‌خشک با نوسانات قابل توجهی مواجه کرده است. ایران به‌دلیل موقعیت جغرافیایی خاص و اقلیم متنوع، طی دهه‌های اخیر تغییرات محسوس و نگران‌کننده‌ای را در پارامترهای اقلیمی خود تجربه کرده است. هدف از این پژوهش، بررسی جامع روندهای بلندمدت دما و بارش سالانه و فصلی در ۲۲ شهر منتخب ایران طی دوره ۶۰ ساله (۱۹۵۸ تا ۲۰۱۷) و تحلیل الگوهای اقلیمی مؤثر در تغییرات مشاهده‌شده با استفاده از رویکردهای آماری معتبر است.

مواد و روش‌ها: در این مطالعه، داده‌های میانگین سالانه دما و بارش از ایستگاه‌های هواشناسی ۲۲ شهر منتخب در سراسر کشور گردآوری شد. این شهرها با هدف پوشش‌دهی حداکثری تنوع اقلیمی ایران انتخاب شده‌اند، به‌طوری‌که از مناطق خشک مرکزی تا نواحی مرطوب شمالی و نیمه‌خشک غربی و جنوبی را دربرمی‌گیرند. این تنوع جغرافیایی امکان تحلیل جامع‌تری از تغییرات اقلیمی در کشور را فراهم می‌سازد. برای تحلیل روند تغییرات اقلیمی، از روش‌های آماری ناپارامتری شامل آزمون من–کندال برای بررسی معناداری روندها و برآوردگر شیب سن برای محاسبه شدت تغییرات استفاده شد. همچنین، برای بررسی دقیق‌تر، دوره مطالعه به دو بازه زمانی ۳۰ ساله (۱۹۵۸–۱۹۸۷ و ۱۹۸۸–۲۰۱۷) تقسیم شد تا بتوان تغییرات اقلیم در بازه‌های بلندمدت را با دقت بیشتری مقایسه و ارزیابی کرد.

یافته‌ها: نتایج نشان داد که روند افزایش دمای سالانه در بیشتر شهرهای کشور معنادار بوده و در برخی مناطق نظیر مشهد، تهران و سنندج میزان افزایش دما بیش از ۱.۵ درجه سلسیوس گزارش شد. در مقابل، در شهرهایی نظیر بندرعباس، زنجان و شهرکرد روند دما کاهش نسبی داشته است. بیشترین افزایش دما عمدتاً در فصل بهار و تابستان مشاهده شد. از نظر بارندگی، بیش از نیمی از شهرهای مورد بررسی کاهش قابل توجهی را در بارش سالانه تجربه کرده‌اند، از جمله تبریز (کاهش بیش از ۲۲ درصد) و کرمانشاه (بیش از ۵۰ میلی‌متر کاهش). بااین‌حال، در برخی شهرها مانند اصفهان و شیراز روند بارندگی افزایشی بوده است. تحلیل فصلی نشان داد بارندگی زمستانه در اغلب مناطق روند کاهشی داشته و این کاهش می‌تواند پیامدهای زیست‌محیطی و اجتماعی جدی در پی داشته باشد.

نتیجه‌گیری: الگوی غالب اقلیمی در ایران طی ۶۰ سال اخیر، گرمایش قابل توجه به‌همراه کاهش بارندگی در بسیاری از مناطق بوده است. این تغییرات می‌توانند اثرات منفی متعددی نظیر افزایش خشکسالی، کاهش منابع آبی، تنش در کشت محصولات زراعی و افزایش بروز مخاطرات طبیعی را به همراه داشته باشند. نتایج این پژوهش بر ضرورت برنامه‌ریزی دقیق و اجرای سیاست‌های انطباقی نظیر مدیریت یکپارچه منابع آب، بهره‌گیری از شیوه‌های کشاورزی مقاوم به تغییرات اقلیمی، و تقویت ظرفیت تاب‌آوری مناطق آسیب‌پذیر تأکید دارد. همچنین پیشنهاد می‌شود مطالعات آتی با تمرکز بر مدل‌های پیش‌بینی بلندمدت و تحلیل‌های منطقه‌ای انجام گیرد تا ابعاد دقیق‌تری از تغییرات اقلیمی در کشور آشکار گردد.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Evaluation of Long-Term Temperature and Precipitation Changes in 22 Cities of Iran over Six Decades (1958–2017)

چکیده English

Background and Objectives: Climate change, as one of the major environmental challenges of the 21st century, has significantly altered global temperature and precipitation patterns, particularly in arid and semi-arid regions. Due to Iran’s unique geographical location and diverse climatic conditions, it has experienced noticeable and concerning changes in its climate parameters over the recent decades. The main objective of this study is to conduct a comprehensive assessment of long-term trends in annual and seasonal temperature and precipitation in 22 selected cities across Iran over a 60-year period (1958–2017), and to analyse the underlying climatic patterns using robust statistical approaches.
Materials and Methods: In this study, annual mean temperature and precipitation data were collected from meteorological stations in 22 selected cities across the country. The cities were selected to ensure maximum representation of Iran’s climatic diversity, ranging from the arid central regions to the humid northern and semi-arid western and southern areas. This geographical diversity allows for a more comprehensive analysis of climate variability across the nation. To detect climate trends, non-parametric statistical methods were employed, including the Mann–Kendall test to evaluate trend significance and the Sen’s slope estimator to quantify the rate of change. Furthermore, the study period was divided into two 30-year intervals (1958–1987 and 1988–2017) to enable a more precise comparison of long-term climate changes over time.
Results: The results indicated that most cities experienced a statistically significant increase in annual temperature. In some areas, such as Mashhad, Tehran, and Sanandaj, the increase exceeded 1.5 °C. Conversely, cities like Bandar Abbas, Zanjan, and Shahrekord showed a relative cooling trend. The most notable temperature increases were observed during spring and summer. Regarding precipitation, over half of the studied cities experienced substantial declines in annual rainfall, including Tabriz (more than 22% decrease) and Kermanshah (over 50 mm reduction). However, cities such as Isfahan and Shiraz exhibited slight increases in precipitation. Seasonal analysis revealed that winter precipitation showed a declining trend in most regions, which may have serious environmental and social implications.
Conclusion: The prevailing climatic trend in Iran over the past six decades is characterized by significant warming accompanied by declining precipitation in many regions. These changes can have numerous negative impacts, such as increased drought frequency, reduced water availability, agricultural stress, and a rise in natural hazards. The findings highlight the urgent need for targeted planning and implementation of adaptive strategies, including integrated water resources management, adoption of climate-resilient agricultural practices, and strengthening the resilience of vulnerable areas. It is also recommended that future studies focus on long-term predictive modeling and regional analyses to gain deeper insights into the evolving climate dynamics of the country.

کلیدواژه‌ها English

Climate change
Temperature trends
Precipitation variability
Iran
Long-term climate analysis
1. Alijani, B., & Kaviani, M. R. 2001. Basics of meteorology. Samt Publications.
2. Amadi, S. O., Udo, S. O., & Chigbu, T. O. 2019. Climate change implications for agricultural sustainability in Enugu in the Guinea Savanna eco-climatic zone of southeastern Nigeria: Input from climate change proxies. International Journal of Weather, Climate Change and Conservation Research, 5(1), 1-17.
3. Aweda, F. O., Adeniji, A. A., Akinpelu, J. A., & Abiodun, A. J. 2021. Analysis of rainfall trends and variabilities for three decades in Sub-Sahara Africa. Ruhuna Journal of Science, 12(1).
4. Babaei Feini Omosalameh, E., Ghasemi, E., & Fattahi, I. 2014. Investigating the effect of climate change on the process of rainfall indexes in Iran. Quarterly Journal of Environmental Spatial Analysis, 1(3), 86-104. [In Persian]
5. Daneshvar, M. R. M., Ebrahimi, M., & Nejadsoleymani, H. 2019. An overview of climate change in Iran: Facts and statistics. Environmental Systems Research, 8(1), 1-10.
6. Drolet, J. L., & Sampson, T. 2017. Addressing climate change from a social development approach: Small cities and rural communities' adaptation and response to climate change in British Columbia, Canada. International Social Work, 60(1), 61-73.
7. Ekwueme, B. N., & Agunwamba, J. C. (2021). Trend analysis and variability of air temperature and rainfall in regional river basins. Civil Engineering Journal, 7(5), 816–826. https://doi.org/10.28991/cej-2021-03091692.
8. Food and Agriculture Organization (FAO). 2007. Adaptation to climate change in agriculture, forestry, and fisheries: Perspective, framework and priorities. FAO, Rome.
9. Ghazali, S., & Zibaei, M. 2018. Households’ perception and livelihood vulnerability to climate change: Nomads in Fars Province. Iranian Journal of Agricultural Economics, 12(1), 39-58. [In Persian]
10. Gholami, V., Jolandan, M.A., & Torkaman, J. 2017. Evaluation of climate change in northern Iran during the last four centuries by using dendroclimatology. Natural Hazards, 85(3), 1835-1850.
11. Hajjam, S., Khoushkhou, Y., & Shamsaddin Vandi, R. 2008. Annual and seasonal precipitation trend analysis of some selective meteorological stations in the central region of Iran using non-parametric methods. Physical Geography Research, 40(64), 157-168. [In Persian]
12. Hamed, K. H., & Rao, A. R. 1998. A modified Mann-Kendall trend test for autocorrelated data. Journal of Hydrology, 204(1-4), 182-196.
13. Imani, S., Farokhnia, A., Morid, S., & Roozbahani, R. 2021. Spatio-temporal analysis of temperature and precipitation trends in Tashk-Bakhtegan watershed. Amirkabir Journal of Civil Engineering, 52, 2931-2944.
14. Jones, P. D., Wigley, T. M. L., & Wright, P. B. 1986. Global temperature variation between 1861 and 1984. Nature, 322, 430-432.
15. Intergovernmental Panel on Climate Change. (2022). Climate change 2022: Mitigation of climate change. Contribution of Working Group III to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (P.R. Shukla et al., Eds.). Cambridge University Press. https://www.ipcc.ch/report/ar6/wg3/
16. Kendall, M. G. 1957. Rank correlation methods. Biometrika, 44(1/2), 298.
17. Khosh Rokh, M., Mir Naseri, M., & Pesarkolo, M. 2017. Detection of rainfall trends in the north of the country using non-parametric test-Kendall. Water Resources Management Research Center, 16, 223-230. [In Persian]
18. Mitchel, J. M., Chairman, J. R., Dzerdzeevskii, B., Flohn, H., Hofmeyer, W.L., Lamb, H. H., Rao, K. N., & Wallen, C. C. (1966). Climatic change. Technical Note, WMO, No. 79.
19. Najafi, A., Karimi, S., Shaban Fowzi, M., & Gholizadeh, M. (2017). The impact of urban areas on the environment. In The First National Conference on Sustainable Development and Urban Management with a Focus on Citizen Tranquility. (In Persian)
20. Najafpour, G. D. (2007). Biochemical Engineering and Biotechnology. Elsevier. ISBN: 978-0-444-52845-2. https://doi.org/10.1016/B978-0-444-52845-2.X5000-9.
21. National Meteorological Organization website.
22. Nguyen, T. H. T., King, D., & Boon, H. 2016. Vietnamese coastal residents' awareness and attitude to climate change (A case study in Thinh Loc community, Loc Ha District, Ha Tinh Province). Journal of Agriculture and Environmental Sciences, 5(1), 31-44.
23. Parviz, J., Borna, R., & Asadian, F. 2021. Analysis of heavy precipitation in Kermanshah province by my Kendall method (Case study: Kermanshah Province during 1970-2017). Journal of Climate Research, 1400(45), 81-96.
24. Rahmani, S. E., Chibane, B., & Boucefiène, A. 2016. Groundwater recharge estimation in semi-arid zone: A study case from the region of Djelfa (Algeria). Applied Water Science, 7(5), 2255-2265.
25. Semenov, M. A., & Barrow, E. M. 2002. LARS-WG a stochastic weather generator for use in climate impact studies. User Manual, version 3.0.
26. Shahvali, M., & Abedi Sarvestani, A. 2006. Realization of future world approaches towards agricultural extension through a management theory of universal organizations. Roosta VA Towse'e, 8(4), 113-145. [In Persian]
27. Wamsler, C., Brink, E., & Rivera, C. (2013). Planning for climate change in urban areas: From theory to practice. Journal of Cleaner Production, 50, 68–81. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2012.12.008.
28. Wilks, D. S. (2011). Statistical methods in the atmospheric sciences (3rd Ed.). Academic Press. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-385022-5.00001-4
29. Yue, S., Pilon, P., & Cavadias, G. 2004a. A comparison of the power of the t-test, Mann-Kendall and bootstrap tests for trend detection. Journal of Hydrological Sciences, 49(1), 21-37.
30. Yue, S., Pilon, P., & Cavadias, G. 2004b. Power of the Mann-Kendall and Spearman’s RHO tests for detecting monotonic trends in hydrological series. Journal of Hydrology, 259(1-4), 254-271.
31. Yue, S., Yang, T. C., & Kuo, C. C. 2006. Evaluating long-term trends in annual and seasonal precipitation in Taiwan. Water Resources Management, 20(6), 1007-1023.

فایل‌های تکمیلی/اضافی

  • تاریخ دریافت 18 فروردین 1403
  • تاریخ بازنگری 01 اردیبهشت 1403
  • تاریخ پذیرش 01 شهریور 1403