هواشناسی کشاورزی

هواشناسی کشاورزی

بررسی خشکسالی هواشناسی با استفاده از شاخص SPI تحت سناریوهای تغییر اقلیم و بهره‌مندی از روش شبکه عصبی مصنوعی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 استاد گروه علوم و مهندسی آب، دانشگاه بین المللی امام خمینی (ره) ، قزوین
2 دانش آموخته دکتری، گروه علوم و مهندسی آب، دانشگاه بین المللی امام خمینی (ره)، قزوین، ایران
10.22125/agmj.2026.568734.1191
چکیده
در این مطالعه به پایش خشکسالی با استفاده از شاخص SPI و بررسی خصوصیات این پدیده (شدت، بزرگی، مدت) در شرایط تغییر اقلیم در ایستگاه سینوپتیک قزوین در دوره تاریخی 2014-1986 و دوره‌های آینده 2050-2026، 2075-2051 و 2100-2076 تحت سناریوهای SSP2-4.5 و SSP5-8.5 در مقیاس‌های زمانی 3، 6، 9 و 12 ماهه پرداخته شده است. سه مدل اقلیمیBCC-CSM2-MR ، MRI-ESM2-0و MPI-ESM1-2HRبه روش شبکه عصبی ترکیب شده و ویژگی‌های خشکسالی بر اساس داده‌های مدل گروهی (Ensemble) محاسبه شدند. در سناریوی SSP2-4.5، ویژگی‌های خشکسالی نسبت به دوره تاریخی افزایش محدودی را نشان دادند. در دوره‌ی 2026–2050، خشکسالی‌های کوتاه‌مدت سه ماهه (SPI_3) با میانگین شدت 1/1 و بزرگی 62/0 و تعداد رخداد ۲۱ مشاهده شدند که نشان‌دهنده افزایش بزرگی نسبت به دوره تاریخی است. در دوره ۲۰۷۶-۲۱۰۰ تحت SSP5-8.5، خشکسالی‌های بلندمدت دوازده ماهه (SPI_12) به میانگین مدت ۶ ماه، بزرگی 48/0 و شدت 05/5 رسیدند که نشان‌دهنده طولانی‌تر و شدیدتر شدن خشکسالی‌های بلندمدت است. به طور کلی نتایج نشان می‌دهند که تغییر اقلیم علاوه بر افزایش رخدادهای خشکسالی در پنجره زمانی کوتاه‌تر (SPI-3)، موجب تشدید و طولانی‌تر شدن خشکسالی‌ها در پنجره زمانی بلندتر (SPI-12) نیز خواهد شد. این امر ضرورت برنامه‌ریزی سازگاری، مدیریت منابع آب و کشاورزی را بیش از پیش آشکار می‌سازد، زیرا خشکسالی‌های بلندمدت می‌توانند اثرات تجمعی و گسترده‌تری بر منابع طبیعی، کشاورزی و اقتصاد محلی داشته باشند.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Investigating Meteorological Drought Using SPI Index Under Climate Change Scenarios and Benefiting from Artificial Neural Network Method

نویسندگان English

Hadi Ramezsani Etedali 1
mojgan Ahmadi 2
1 Water sciences and technology, Imam Khomeini International University
2 Ph.D. Graduate, Department of Water Science and Engineering, Imam Khomeini International University, Qazvin, Iran.
چکیده English

This study investigated drought monitoring using the Standardized Precipitation Index (SPI) and evaluated drought characteristics, including severity, magnitude, and duration, under climate change conditions at the Qazvin synoptic station. The analysis covered the historical period (1986–2014) and three future periods (2026–2050, 2051–2075, and 2076–2100) under the SSP2-4.5 and SSP5-8.5 scenarios. SPI was calculated at 3-, 6-, 9-, and 12-month time scales. Three climate models, including BCC-CSM2-MR, MRI-ESM2-0, and MPI-ESM1-2HR, were combined using an artificial neural network approach, and drought characteristics were calculated based on the ensemble model outputs. Under the SSP2-4.5 scenario, drought characteristics showed a limited increase compared with the historical period. During 2026–2050, short-term droughts at the 3-month time scale (SPI_3) had a mean severity of 1.10, a mean magnitude of 0.62, and 21 drought events, indicating an increase in drought magnitude compared with the historical period. Under the SSP5-8.5 scenario during 2076–2100, long-term droughts at the 12-month time scale (SPI_12) reached an average duration of 6 months, a mean magnitude of 0.48, and a mean severity of 5.05, indicating more persistent and severe long-term drought conditions. Overall, the results suggest that climate change may increase the occurrence of short-term droughts (SPI_3) and intensify the severity and duration of long-term droughts (SPI_12). These findings highlight the importance of adaptation planning and sustainable management of water and agricultural resources, as prolonged droughts may have cumulative impacts on natural resources, agricultural production, and the local economy.

کلیدواژه‌ها English

Drought Characterization
Ensemble Model
General Atmospheric Circulation Model
Precipitation

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 05 شهریور 1405