خشکسالی و امنیت غذایی در خاورمیانه: یک چارچوب تحلیلی

Drought and food security in the middle east: An analytical framework

چکیده
1- مقدمه
2- منطقه و داده های تحقیق
3-روش شناسی
3-1- تجزیه و تحلیل خشکسالی
3-2- آزمون مان-کندال و شیب سِن
3-3- تجزیه و تحلیل امنیت غذایی
4-نتایج
4-1- خصوصیات خشکسالی
4-2-تجزیه و تحلیل مولفه اصلی (PCA)
4-3-تحلیل رگرسیون خطی بیزی
5- بحث
6-خلاصه و نتیجه گیری

چکیده

بلایای طبیعی ممکن است به عنوان عوامل موثر بر ناامنی غذایی در خاورمیانه عمل کنند. رخداد های مکرر خشکسالی، کمبود آب، و عملیات ناپایدار متمرکز کشاورزی ممکن است امنیت غذایی را در این ناحیه تحت تاثیر قرار دهند. این مقاله یک رابطه علّی بین خشکسالی و امنیت غذایی را در سراسر خاورمیانه مورد بررسی قرار می‌دهد. خشکسالیهای هواشناسی، کشاورزی و هیدرولوژیکی در چند بازه زمانی در سراسر این ناحیه در طی ۷ دهه در طول دوره سال‌های ۱۹۴۸ تا ۲۰۱۷ تحلیل می شوند. ما امنیت غذایی را در خاورمیانه به عنوان تابعی از خشکسالی (نشان دهنده یک ضریب تنش) و همچنین چندین عامل دیگر اقتصادی اجتماعی شبیه سازی می کنیم. یک رویکرد بیزی برای یکپارچه کردن این عوامل اجرا می شود تا به صورت دقیقی امنیت غذایی را در این ناحیه پیش‌بینی کند. نتایج نشان می دهند که خشکسالی هیدرولوژیکی شدیدترین نوع خشکسالی در طول مطالعه سراسر منطقه به ویژه در مصر است. علاوه بر این، این نتایج تاثیرات قابل توجه دام و طیور، رشد جمعیت، محصولات کشاورزی، و خشکسالی را بر امنیت غذایی در خاورمیانه نشان می‌دهند. علاوه بر این یافته های ما نشان می دهند که به دنبال خشکسالی های اخیر در سال 2010، محصولات کشاورزی در خاورمیانه کاهش یافتند.

6- خلاصه و نتیجه گیری

این تحقیق، خشکسالی و امنیت غذایی در سراسر خاورمیانه را ارزیابی کرده است. در ابتدا، شرایط خشکسالی در سراسر منطقه با استفاده از بازه های زمانی کوتاه و طولانی از داده‌های هیدرو-هواشناسی در طول دوره 1948-2017 مشخص می شوند. سپس، امنیت مواد غذایی در خاورمیانه بر اساس خشکسالی و عوامل اقتصادی اجتماعی مدل سازی می شود. بارش ماهانه سیستم تحلیل و شبیه سازی زمین در پوشش جهانی (GLDAS)، رطوبت خاک، و داده های رواناب در وضوح مکانی 0.25 درجه استفاده می شوند تا خشکسالی های هواشناسی، کشاورزی، و هیدرولوژیکی را در چندین مقیاس زمانی در طول ۷ دهه گذشته به دست آورند. علاوه بر این، داده ها از منابع مختلف از جمله IEA، FAO، بانک جهانی دریافت می شوند تا عوامل اقتصادی اجتماعی مرتبط با امنیت غذایی در خاورمیانه را بررسی کنند. تغییرات زمانی و روند های طولانی مدت خشکسالی های هواشناسی، کشاورزی، و هیدرولوژیکی در سراسر این منطقه بررسی می شوند و یافته های اصلی تحقیق به صورت زیر هستند: • خشکسالی هیدرولوژیکی، شدیدترین نوع خشکسالی در منطقه مخصوصاً در مصر است.

Abstract

Natural disasters may act as harmful causes of food insecurity in the Middle East. Frequent drought events, water scarcity, and unsustainable intensive agricultural practices may impact food security in the region. This paper investigates a causal relationship between drought and food security across the Middle East. Meteorological, agricultural, and hydrological droughts are analyzed at multiple timescales over the region for seven decades during the period of 1948–2017. We simulate food security in the Middle East as a function of drought (representing a water stress factor) as well as several other socio-economic drivers. A Bayesian approach is implemented to integrate these drivers in order to accurately predict food security in the region. Results reveal that hydrological drought is the most intensified drought type over the region, especially in Egypt, during the study period. Moreover, the results demonstrate the significant impacts of livestock, population growth, agricultural products, and drought on food security in the Middle East. Our findings further indicate that the agricultural products decreased in the Middle East following the recent drought event that happened in 2010.

6- Summary and conclusion

This study assessed drought and food security across the Middle East. At first, drought conditions were characterized over the region using short and long timescales of hydro-meteorological data during the period of 1948–2017. Then, food security was modeled in the Middle East based on drought and socio-economic factors. The Global Land Data Assimilation System (GLDAS) monthly precipitation, soil moisture, and runoff data at a 0.25° spatial resolution were utilized to derive meteorological, agricultural, and hydrological droughts at multiple timescales during the past seven decades. Moreover, data from different sources including the IEA, FAO, and the World Bank were employed to investigate the socio-economic factors related to food security in the Middle East. The temporal variations and long-term trends of meteorological, agricultural, and hydrological droughts over the region were investigated, and the main findings of the study are as follows: • Hydrological drought is the most intensified drought type over the region, especially in Egypt.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

خشکسالی و امنیت غذایی در خاورمیانه: یک چارچوب تحلیلی

Drought and food security in the middle east: An analytical framework

مدل های زمانی و مکانی دوره کم آبی در زامبیا

Spatial and temporal patterns of drought in Zambia

چکیده
1- مقدمه
2- مواد و روش ها
2-1- منطقه مورد مطالعه
2-2- منابع داده
2-3- تحلیل داده ها
3- نتایج
3-1- چرخه فصلی بارندگی
3-2- شاخص بارش استاندارد شده (SPI)
3-3- تکامل روزهای خشک متوالی (CDD)
3-4- الگوهای گردش جوی
4- بحث
5 نتیجه گیری
منابع

چکیده

خشکسالی به واقع بخش های اقتصادی، زیستگاه های طبیعی و جوامع را تحت تأثیر قرار می دهد. شناخت الگوهای مکانی و زمانی سابق خشکسالی بسیار حائز اهمیت می باشد زیرا پیش بینی وقوع خشکسالی در آینده را تسهیل نموده و فرایندهای تصمیم گیری برای اقدامات سازگارانه احتمالی را آگاهانه می سازد. این مسئله بخصوص از دیدگاه یک اقلیم درحال تغییر حائز اهمیت است. در این مطالعه از شاخص بارندگی استاندارد (SPI) توصیه شده توسط سازمان جهانی هواشناسی (WMO) برای بررسی الگوهای مکانی و زمانی خشکسالی در زامبیا از 1960 تا 2016 استفاده گردید. رابطه بین وقوع روزهای خشک متوالی (CDD؛ روزهای متوالی با کمتر از 1 میلی متر بارندگی) و SPI نیز بررسی شد. بردارهای افقی باد در hPa 850 طی مرکز فصل بارانی (دسامبر-فوریه) برای اطمینان از الگوهای جریان حین سال های خشکسالی شدید، بررسی گردیدند؛ و از اینرو با الگوهای جریان در سال 2007 که یک سال بارانی محسوب می شود، مقایسه شدند. سرعت عمودی فشار نیز بررسی شد. براساس توزیع گاما، SPI با موفقیت سال های فوق العاده خشک (با شاخص SPI کمتر یا برابر با 0/2-) در زامبیا یعنی سال های 1992 و 2015، یک سال شدیداً خشک (9/1- تا 5/1-) یعنی 1995، سال های نسبتاً خشک (4/1- تا 0/1-) یعنی سال های 1972، 1980، 1987، 1999 و 2005، و 26 سال تقریباً معمولی (9/0- تا 9/0) را طبقه بندی نمود. مشخص شد که وقوع CDD همبستگی قوی و منفی با SPI با ضریبی برابر با 6/0- دارد. نتایج دیگر نیز نشان دادند که حین سال های بارانی، زامبیا تحت تأثیر یک ناحیه کم فشار ساعتگرد بر فراز جنوب شرق آنگولا، یک ناحیه مشابه دیگر بر فراز قسمت های شمالی و شرقی، و یک ناحیه دیگر مشابه بر فراز اقیانوس هند می باشد. بطور کاملاً عکس، سال های خشک با یک ناحیه پرفشار پادساعتگرد بر فراز قسمت های جنوب غربی زامبیا مشخص شدند که مغایر فعالیت های بارندگی بر فراز کشور بود. علاو بر این، مشخصه سال های بارانی، ناهنجاری های سرعت عمودی فشار منفی بود که دال بر حرکت صعودی می باشد؛ درحالیکه سال های خشک با غلبه ناهنجاری های مثبت همراه بودند که حاکی از حرکت نزولی و ممانعت از بارندگی می باشند. این الگوها را می توان برای پیش بینی خشکسالی در زامبیا و کمک به برنامه ریزی راهبردی جهت محدود کردن آسیب بالقوه خشکسالی مورد استفاده قرار داد.

5- نتیجه گیری

این مطالعه، تغییرپذیری مکانی-زمانی خشکسالی در زامبیا را مورد بررسی قرار داد. شاخص بارندگی استاندارد شده (SPI) برای بررسی وقوع خشکسالی در دوره 1960 تا 2016 استفاده شد. SPI با موفقیت سال های فوق العاده خشک (مقدار SPI ≥ 2/0-) که سال های 2015 و 1992 باشند، یک سال شدیداً خشک (9/1- تا 5/1-) یعنی سال 1995، سال های نسبتاً خشک (4/1- تا 0/1-) یعنی سال های 1972، 1980، 1987، 1999 و 2005 و 26 سال تقریباً عادی (9/0- تا 9/0) را طبقه بندی نمود. وقوع روزهای خشک متوالی بررسی شد و مشخص گردید که همبستگی بشدت منفی با SPI با ضریب همبستگی 6/0- دارد. بردارهای افقی باد در hPa 850 در طول مرکز فصل بارانی (دسامبر-فوریه، DJF) برای مشخص نمودن الگوهای جریان طی سال های خشکسالی فوق العاده و شدید مورد بررسی قرار گرفتند. این بردارها با الگوهای جریان در سال 2007 که سالی عموماً بارانی در زامبیا بود، مقایسه شدند. طی سال های بارانی، زامبیا تحت تأثیر نواحی کم فشار بزرگ مقیاسی بوده است که باعث وقوع بارندگی می شدند اما طی سال های خشکی ناپدید می شدند. الگوهای مشابه (افزایش در سال های بارانی و کاهش طی سال های خشک) برای اومگا (سرعت عمودی فشار) و رطوبت نسبی نیز مشاهده گردیدند. این الگوها درصورت تدام می توانند پیش بینی خشکسالی در زامبیا را امکانپذیر ساخته و به برنامه ریزی و مدیریت راهبردی جهت محدود کردن آسیب بالقوه ایجاد شده توسط خشکسالی، کمک می نمایند.

Abstract

Drought acutely affects economic sectors, natural habitats and communities. Understanding the past spatial and temporal patterns of drought is crucial because it facilitates the forecasting of future drought occurrences and informs decision-making processes for possible adaptive measures. This is especially important in view of a changing climate. This study employed the World Meteorological Organization (WMO)-recommended standardized precipitation index (SPI) to investigate the spatial and temporal patterns of drought in Zambia from 1960 to 2016. The relationship between the occurrence of consecutive dry days (CDD; consecutive days with less than 1 mm of precipitation) and SPI was also investigated. Horizontal wind vectors at 850 hPa during the core of the rainy season (December–February) were examined to ascertain the patterns of flow during years of extreme and severe drought; and these were contrasted with the patterns of flow in 2007, which was a generally wet year. Pressure vertical velocity was also investigated. Based on the gamma distribution, SPI successfully categorized extremely dry (with a SPI value less than or equal to –2.0) years over Zambia as 1992 and 2015, a severely dry (–1.9 to –1.5) year as 1995, moderately dry (–1.4 to –1.0) years as 1972, 1980, 1987, 1999 and 2005, and 26 near normal years (–0.9 to 0.9). The occurrence of CDD was found to be strongly negatively correlated with SPI with a coefficient of –0.6. Further results suggest that, during wet years, Zambia is influenced by a clockwise circulating low-pressure zone over the south-eastern Angola, a second such zone over the northern and eastern parts, and a third over the Indian Ocean. In stark contrast, years of drought were characterized by an anti-clockwise circulating high-pressure zone over the south-western parts of Zambia, constraining precipitation activities over the country. Further, wet years were characterized by negative pressure vertical velocity anomalies, signifying ascending motion; while drought years were dominated by positive anomalies, signifying descending motion, which suppresses precipitation. These patterns can be used to forecast drought over Zambia and aid in strategic planning to limit the potential damage of drought.

5- Conclusions

This study examined the spatio-temporal variability of drought over Zambia. The standardized precipitation index (SPI) was used to explore drought occurrence during the period 1960–2016. SPI successfully classified extremely dry (SPI value of ≤–2.0) years as 2015 and 1992, a severely dry (–1.9 to –1.5) year as 1995, moderately dry (–1.4 to –1.0) years as 1972, 1980, 1987, 1999 and 2005, and 26 near normal years (–0.9 to 0.9). The occurrence of consecutive dry days was explored and it was found to be strongly negatively correlated with SPI with a correlation coefficient of –0.6. Horizontal wind vectors at 850 hPa were investigated during the core of the rainy season (December–February, DJF) to ascertain the patterns of flow during years of extreme and severe drought. These were contrasted with the patterns of flow in 2007, a generally wet year over Zambia. During wet years, Zambia is influenced by large-scale low-pressure zones which boost precipitation but tend to be indiscernible during years of dryness. Similar patterns (enhancement during wet years and reduction during drought years) were observed for omega (pressure vertical velocity) and relative humidity. If followed, these patterns may enable forecasting drought over Zambia and aid in strategic planning and management to limit the potential damage caused by drought.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

مدل های زمانی و مکانی دوره کم آبی در زامبیا

Spatial and temporal patterns of drought in Zambia

تغییرات آب و هوا

Climate Change

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

تغییرات آب و هوا

Climate Change

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

مدیریت ریسک حوادث شدید تحت تغییرات اقلیمی

Risk management of extreme events under climate change

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

مدیریت ریسک حوادث شدید تحت تغییرات اقلیمی

Risk management of extreme events under climate change

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

مپینگ حساسیت به خشکسالی با دو الگوریتم SVM یک کلاسی

Drought sensitivity mapping using two one-class support vector machine algorithms

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

مپینگ حساسیت به خشکسالی با دو الگوریتم SVM یک کلاسی

Drought sensitivity mapping using two one-class support vector machine algorithms

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

افزایش آمونیاک جوی در سراسر مناطق کشاورزی اصلی جهان شناسایی شده از فضا

Increased atmospheric ammonia over the world’s major agricultural areas detected from space

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

افزایش آمونیاک جوی در سراسر مناطق کشاورزی اصلی جهان شناسایی شده از فضا

Increased atmospheric ammonia over the world’s major agricultural areas detected from space

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

تغییرات اقلیمی در افغانستان، منتج بر باز آزمایی و تجربیات تغییر مقیاس منطقه ای اقلیمی هماهنگ شده (CORDEX) – مدل سازی آسیای جنوبی

Climate Change in Afghanistan Deduced from Reanalysis and Coordinated Regional Climate Downscaling Experiment (CORDEX)—South Asia Simulations

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

تغییر آب و هوا در افغانستان و استنباط از تحلیل مجدد و هماهنگ منطقه ای ریزمقیاس نمایی اقلیمی آزمایش (کننده Cordex) – شبیه سازی آسیای جنوبی

Climate Change in Afghanistan Deduced from Reanalysis and Coordinated Regional Climate Downscaling Experiment (CORDEX)—South Asia Simulations

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

پیش بینی خشکسالی با روشی مبنی بر موجک برای مدل سازی پیامدهای زمانی انواع مختلف خشکسالی

Drought prediction using a wavelet based approach to model the temporal consequences of different types of droughts

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

پیش بینی خشکسالی با روشی مبنی بر موجک برای مدل سازی پیامدهای زمانی انواع مختلف خشکسالی

Drought prediction using a wavelet based approach to model the temporal consequences of different types of droughts

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

تاثیرات تغییرات آب و هوا و توسعه منابع آبی بر روند نزولی جریان ورودی در دریاچه ارومیه ایران

Impacts of Climate Change and Water Resources Development on the Declining Inflow into Iran’s Urmia Lake

چکیده

مقدمه

حوزه مطالعه

روش ها

مدیریت داده ها

مدل آب شناسی

داده های وادارنده

کالیبراسیون مدل

شبیه سازی ها و محاسبات

نتایج

اعتبار سنجی داده های وادارنده

کالیبراسیون مدل آب شناسی

تغییرات جوی اخیر و تاثیر بر روی جریان ورودی دریاچه

تاثیر توسعه سد ها

تاثیر توسعه آبیاری ها

تاثیر توسعه منابع آبی : ترکیب تاثیر سد ها و آبیاری

تاثیر نسبی تغییرات جوی و توسعه منابع آبی بر روی کاهش جریان ورودی دریاچه

مباحث

جمع بندی

چکیده

دریاچه ارومیه، دومین دریاچه بزرگ اشباع از نمک در جهان، در طول دهه های اخیر با کاهش اندازه محسوسی رو به رو شده است که این کاهش اندازه، در اصل به دلیل کاهش جریان ورودی به این دریاچه بوده است. این موضوع منجر به شکل گیری تاثیرات اجتماعی -زیست محیطی جدی مشابه با فاجعه دریاچه آرال داشته است. با استفاده از مدل ظرفیت نفوذ متغیر (VIC) ، در این مطالعه تلاش می کنیم تا تاثیر نسبی تغییرات جوی و توسعه منابع آبی – که شامل ساخت سد و توسعه نواحی آبیاری می باشد – را بر روی تغییرات در جریان ورودی دریاچه ارومیه در دوره بین سال های 1960 تا 2010 ، بررسی کنیم. نتایج این مدل نشان می دهد که کاهش جریان ورودی به دریاچه عموما بعد از کاهش در میزان بارش ها دیده شده است، اگرچه که تغییر در جریان ورودی نسبت به تغییر در میزان بارش، تاثیر بیشتری دارد. نتایج همچنین نشان می دهد که میزان استفاده از آب برای آبیاری نیز باعث شده است که فشار بر روی دسترسی آب در حوزه رودخانه بیشتر شود و در نتیجه جریان ورودی به دریاچه به مقدار 40% در سال های خشک، کاهش پیدا کند. در طرف دیگر، حضور سد به صورت مثبت باعث افزایش دسترسی در طول سال های نسبتا خشک شده و به صورت محسوس منجر به کاهش جریان ورودی به دریاچه نشده است. با افزایش شتاب در توسعه آبیاری ها در حوزه آبخیز، مخزن ها و سد ها به صورت غیر مستقیم باعث کاهش جریان ورودی به رودخانه شده اند. نتایج ما نشان می دهد که جریان ورودی سالانه به دریاچه ارومیه به مقدار 48% در دوره مطالعه کاهش یافته است. حدود سه پنجم از این تغییر به دلیل تغییرات جوی بوده است و حدود دو پنجم از این تغییرات نیز به خاطر توسعه منابع آبی بوده است. نتایج این مطالعه نشان می دهد که برای پیش گیری از کاهش اندازه دریاچه ارومیه، ما باید برنامه های ملی و برنامه های بین المللی داشته باشیم تا میزان استفاده از آب برای آبیاری و تغییر جوی را کاهش دهیم.

مقدمه

تغییرات جوی به صورت محسوس بر روی چرخه های آبی طبیعی تاثیر دارد که می تواند بر روی کمبود آب تاثیر داشته باشد ( Haddeland et al., 2014; IPCC, 2014). برای تامین آب و مواد غذایی برای رشد جمعیت، انسان ها سد ایجاد می کنند، آب را برای آبیاری استخراج می کنند و کاربرد های زمین را اصلاح می کنند. این فعالیت ها مرتبط با افزایش تعداد دریاچه های در حال خشک شدن در نواحی کم آب و نسبتا کم آب می شود ( IPCC ، 2014). اما، تنها تعداد محدودی از مطالعه ها نقش تغییرات جوی و توسعه منابع آبی بر روی خشک شدن دریاچه ها را به صورت مجزا یا ترکیبی، بررسی کرده اند. این خلا تحقیقاتی، باعث می شود که ما نتوانیم استراتژی های کافی و موثر برای بازیابی و حفظ دریاچه های در معرض خطر داشته باشیم. در میان تمام دریاچه های آسیب پذیر، دریاچه های نمکی و یا دریاچه های اشباع شده از نمک نیازمند توجه ویژه ای هستند که این موضوع به دلیل اکوسیستم های به شدت آسیب پذیر آن ها و تاثیرات اجتماعی – زیست محیطی غیر قابل بازگشت در اثر از بین رفتن آن ها می باشد. در این مقاله، ما تاثیر تغییرات جوی و توسعه منابع آبی را بر روی از بین رفتن دومین دریاچه بزرگ با اشباع نمکی ، یعنی دریاچه ارومیه را بررسی می کنیم (Karbassi et al., 2010).

جمع بندی

نتایج ما نشان می دهد که کاهش سایز دریاچه ارومیه احتمالا به دلیل کاهش در میزان جریان ورودی رودخانه ها به دریاچه به دلیل ترکیب تغییرات جوی و توسعه منابع آبی می باشد . تغییرات حجمی مهم ترین عامل کاهش جریان ورودی می باشد. اما، توسعه منابع آبی به خصوص استفاده از آب برای آبیاری ها، یکی از نقش های مهم را داشته است. نتایج این مطالعه نشان می دهد که باید فوری فعالیت هایی صورت بگیرد تا دریاچه ارومیه بازیابی و حفظ شود. این فعالیت های فوری باید شامل فعالیت های بین المللی برای کاهش تاثیر تغییرات جوی باشد و همچنین باید فعالیت های ملی برای بهبود مدیریت آب انجام شود، به خصوص برای کاهش استفاده مصرفی از آب برای آبیاری. همچنین پیشنهاد شده است که مطالعه های بیشتری برای افزایش درک ما نسبت به الزام های جریان های زیست محیطی، تاثیر تغییرات ريخت‌شناسى‌ كره‌ى زمين‌ ، و تاثیر استخراج آب های زیر زمینی مورد نیاز می باشد زیرا موارد می تواند تا حدی زیادی بر روی یافتن یک راه حل موثر برای جلوگیری از فاجعه زیست محیطی دریاچه ارومیه، اهمیت داشته باشد.

Abstract

Urmia Lake, the world’s second largest hypersaline lake, has decreased in size over recent decades primarily because inflow has diminished. This has caused serious socio-environmental consequences similar to those of the Aral Sea disaster. By using the variable infiltration capacity (VIC) model, this study estimates the relative contributions of climate change and water resources development, which includes the construction of reservoirs and expansion of irrigated areas, to changes in Urmia Lake inflow over the period 1960–2010. The model results show that decreases in inflow generally follow observed decreases in precipitation, although the variability in inflow is more pronounced than the variability in precipitation. The results also suggest that water use for irrigation has increased pressure on the basin’s water availability and has caused flows to decrease by as much as 40% during dry years. On the other hand, the presence of reservoirs positively contributed to water availability during relatively dry years and did not significantly reduce lake inflow. By accelerating irrigation expansion in the basin, reservoirs have, however indirectly, contributed to inflow reduction. Our results show that annual inflow to Urmia Lake has dropped by 48% over the study period. About three fifths of this change was caused by climate change and about two fifths was caused by water resource development. The results of this study show that, to prevent further desiccation of Urmia Lake, it will be necessary both to develop national plans to reduce irrigation water use and to develop international plans to address climate change.

Introduction

Climate change1 significantly influences the natural hydrological cycle which can contribute to water scarcity (Haddeland et al., 2014; IPCC, 2014). To safeguard water and food supplies for growing population, humans construct reservoirs, extract water for irrigation, and modify land use. These actions have been associated with an increasing number of drying lakes in arid and semi-arid areas (IPCC, 2014). However, only a limited number of studies have assessed the role of climate change and water resources development, individually and combined, on the desiccation of lakes. This knowledge gap hampers our ability to develop adequate and effective adaptation strategies to rehabilitate and preserve endangered lakes. Among all vulnerable lakes, the saline and hypersaline lakes need particular attention due to their highly vulnerable ecosystems and the irreversible socio-environmental impacts of their desiccation. Here, we evaluate the impact of climate change and water resources development on the desiccation of the world’s second largest permanent hypersaline lake, Urmia Lake (Karbassi et al., 2010).

Conclusions

Our results show that the recent Urmia Lake degradation was probably caused by reductions in river inflow into the lake due to a combination of changes in the climate and water resources development. Climate change was the main contributor to this inflow reduction. However, water resources development, particularly water use for irrigation, has played a substantial role as well. The results of this study show that urgent action is needed to rehabilitate and preserve the Urmia Lake. This urgent action should include both international action to mitigate climate change impact, and national action to improve water management, in particular to lower the consumptive water use for irrigation. It is also recommended that further studies are conducted for increasing our understanding on environmental flow requirement, the effect of the changing lake geomorphology, and the effect of groundwater extraction, as these can importantly contribute to finding a realistic solution for the Urmia Lake socioenvironmental disaster.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

تاثیرات تغییرات آب و هوا و توسعه منابع آبی بر روند نزولی جریان ورودی در دریاچه ارومیه ایران

Impacts of Climate Change and Water Resources Development on the Declining Inflow into Iran’s Urmia Lake

تاثیر تغییرات آب و هوایی بر شاخص های عملکرد مخازن در تامین آب کشاورزی

Climate Change Impact on Reservoir Performance Indexes in Agricultural Water Supply

چکیده

مقدمه

روشها

بازسازی سناریوهای آینده در دوره آینده

ارزیابی منابع آبی و مصارف آنها بر اساس تغییر اقلیم

شبیه سازی بارش-رواناب

تخمین حجم مورد نیاز آب در مخازن پایین دست

مدلهای بهره برداری مخزن

مدلهای شبیه سازی

مدلهای بهینه سازی

شاخصهای عملکرد مخزن

مطالعه موردی و تعریف سناریوها

مطالعات سناریوها

نتایج: بررسی عملکرد مدل اقلیمی دردوره مبنا

محاسبه سناریوی اقلیمی دوره مبنا

محاسبه سناریوهای اقلیمی دوره آینده

محاسبه حجم موردنیاز آب براساس تغییر اقلیم

شبیه سازی عملکرد مخازن آب براساس سناریوهای تغییر اقلیم بااستفاده از مدل WEAP

بهینه سازی عملکرد مخزن تحت سناریوهای تغییر اقلیم با استفاده از مدل LINGO

نکته پایانی

چکیده

این مقاله اثرات تغییر اقلیم را بر حجم جریان ورودی به مخزن و حجم مورد نیاز آب در پایین دست رودخانه ، با در نظر گرفتن سه سناریوی تغییر اقلیم، در بستر رودخانه ای در آذربایجان شرقی نمایش میدهد. مدل HadCM3 برای تخمین سناریوهای احتمالی دما و بارش در دوره 2039-2026 براساس یک سناریوی انتشار A2 بکار میرود. یک مدل هیدرولوژیکی (IHACRES) در ابتدا برای ناحیه مورد نظر کالیبره میشود و سپس یک سری زمانی ماهانه از دما و بارش آینده، برای محاسبه، بعنوان داده ورودی مدل IHACRES در نظر گرفته میشود. بعلاوه اینکه، سری زمانی 14 ساله ای از بارش ماهانه برای دوره 2039-2026 شبیه سازی میشود. نتایج مدلسازی نشان میدهند که میانگین بارش سالانه بلند مدت، نسبت به مقدار آن در دوره مبنا، در بازه زمانی 2000-1987 به مقدار 0.7% کاهش می یابد. به هرحال با ثابت درنظر گرفتن ناحیه زراعی ، بدون اینکه الگوی کشت در آن تغییر کند، میانگین حجم مورد نیاز آب سالانه برای زراعت، به 16% افزایش می یابد. هردو مدل شبیه سازی و مدل بهینه سازی، برای بهره برداری از مخازن آب استفاده میشوند. شبیه سازی از عملکرد و کارایی ذخایر آبی، در تغییر میزان نیاز آبی، بر طبق سیاست کاربردی استاندارد (SOP) و با استفاده از مدل ارزیابی و برنامه ریزی آب (WEAP) اجرا میشود. سپس سه سناریوی تغییر اقلیم ذکر شده در بالا برای مدل WEAP ایجاد میشوند و شاخصهای کارایی و عملکرد مخازن، شامل (قابلیت اتکاء، میزان آسیب پذیری و قابلیت بازگشت) محاسبه میگردند. نتایج نشان میدهند که شاخصها در آینده نسبت به دوره مبنا تغییر میکنند. سپس برای عملیات بهینه سازی مخازن از طریق تامین آب بخش کشاورزی و اهداف زیست محیطی، کمینه سازی نواقص توان دوم مربوط به این اهداف، در هرماه و برای هر سناریوی تغییر اقلیم با استفاده از الگوریتم نسخه نرم افزاری LINGO 11.0 {برنامه ریزی غیر خطی (NLP) } تعیین میشوند. نتایج نشان میدهند که این شاخصها قابلیت تغییر دارند.

نکته پایانی
این مقاله اثر تغییر اقلیم را بر شاخصهای عملکرد منبع آبی Aidoghmoush در ایران برای نیاز ذخیره منبع پایین دست رودخانه دردوره آینده (2039-2026) با استفاده از یک رویکرد شبیه سازی – بهینه سازی بررسی کرده است. بررسیها از طریق مدل HadCM3 نشان داده است که دما (بین 0.5 تا 2.7 درجه سانتیگراد) افزایش می یابد و بارش (76-36- %) در دوره آینده در مقایسه با دوره مبنا تغییر میکند. یک سری زمانی ماهانه دما و بارش در آینده، ورودی مدل IHACRES محسوب میشود و یک سری زمانی رواناب برای دوره آینده شبیه سازی میگردد. نتایج نشان میدهند که میانگین حجم بلندمدت سالانه رواناب برای دوره آینده نسبت به دوره مبنا 0.7% کاهش می یابد. با دانستن میزان تبخیر- تعرق مرجع بدست آوردن نمناکی نسبی در آینده و با فرض اینکه سرعت باد در آینده شبیه سرعت باد در دوره مبناست، مقادیر K_C محاسبه میشوند. براساس یک ناحیه زیرکشت ثابت، نیاز آبی محصولات تعیین میگردد وحجم مورد نیاز آب بطور ماهانه محاسبه میشود. حجم نیاز آبی دردوره آینده 16% افزایش می یابد( 112×〖10〗^6 m^3 در هرسال در دوره مبنا و 130×〖10〗^6 m^3 دردوره آینده ) . برای محاسبه عملکرد مخزن در انحراف از حجم مورد نیاز آب براساس حجم رواناب رودخانه، مدل WEAP استفاده میشود. سپس شاخصهای قابلیت اتکا، آسیب پذیری و برگشت پذیری برای هر یک از سه سناریوی ذکر شده محاسبه میشوند.

Abstract

This paper addresses the impact of climate change on the volume of inflow to a reservoir and the volume of downstream water demand by considering three climate change scenarios in an East Azerbaijan river basin. The HadCM3 model was used to estimate possible scenarios of temperature and rainfall for the period 2026–2039 under an emission scenario (A2). A hydrological model (IHACRES) was first calibrated for the basin; and then, a monthly time series of future temperatures and rainfall were entered into IHACRES. In addition, a 14-year time series of monthly runoff was simulated for 2026–2039. Modeling results indicated that the average long-term annual runoff volume decreased by 0.7% relative to the base period (1987–2000). However, by assuming a nonchanging cultivation area, the average long-term annual water demand volume for crops increased by 16%. Both simulation and optimization models of reservoir operation were used. The simulation of reservoir performance in the delivery of water demand was implemented according to the standard operating policy (SOP) and by using the water evaluation and planning (WEAP) model. The three aforementioned climate change scenarios were then introduced to the WEAP, and the reservoir performance indexes (reliability, vulnerability, and resiliency) were calculated. Results showed that indexes would change in the future relative to the base. Next, for the optimal operation of the reservoir with a water supply for agricultural and environmental purposes, the minimization of total squared deficiencies in the allocation to these purposes was determined for each month and climate change scenario by the using LINGO Version 11.0 software [nonlinear programming (NLP)] algorithm. Results showed that the indexes would change

Concluding

Remarks This paper investigated the impact of climate change on the performance indexes of the Aidoghmoush Reservoir in Iran, to supply downstream demand in the future (2026–2039) by using a simulation—optimization approach. An investigation of the HadCM3 model showed that the temperature increased (between 0.5 and 2.7°C) and the rainfall varied (−36–76%) in the future compared with the base period. A time series of monthly temperature and rainfall in the future was input to the IHACRES, and a time series of monthly runoff was simulated for the future. The results showed that the average long-term annual volume of runoff for the future decreased 0.7% relative to the base. By knowing reference evapotranspiration, obtaining relative humidity in the future, and assuming that wind speed in the future would be similar to that in the base period, values of Kc were calculated. Based on a constant area under cultivation, the water requirement of crops was determined, and water volume was calculated for each month. Water demand volume in the future increased 16% (112 × 106 m3 per year in the base to 130 × 106 m3 in future periods) whereas river runoff volume to the reservoir decreased 0.7% (150.6 × 106 m3 per year in the base to 149.5 × 106 m3 in future periods). To evaluate the reservoir performance in the delivery of water demand volume based on runoff volume of the river, WEAP was used. Reliability, vulnerability, and resiliency indexes for each of the three aforementioned scenarios were then calculated.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

تاثیر تغییرات آب و هوایی بر شاخص های عملکرد مخازن در تامین آب کشاورزی

Climate Change Impact on Reservoir Performance Indexes in Agricultural Water Supply