Geography and Human Relationships

Geography and Human Relationships

Investigation and analysis of precipitation and temperature changes using CMIP6 models in East Azarbaijan province

Document Type : Original Article

Authors
1 University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran.
2 University of mohaghegh ardabili
3 Department of Natural Geography, Faculty of Social Sciences, Mohaghegh Ardabili University, Ardabil city, Iran
10.22034/gahr.2024.453198.2101
Abstract
One of the characteristics of the phenomenon of climate change is the reduction of precipitation, increase in temperature, and the increase in the occurrence of extreme consequences in the future, which, according to the characteristics of societies and limitations, can bring harmful consequences, and the occurrence of such a thing will be a fundamental problem. . This research is to evaluate the trend of rainfall and temperature of the stations of East Azarbaijan province until the end of the 21st century from the data of 12 models from the set of available CMIP6 models with three scenarios. (SSP1-2.6, SSP2-4.5 and SSP5-8.5) and the correct skew simulator was used. Kling-Kupta method was used to identify the best model for simulating precipitation and temperature data for the future period (2021 to 2100). Then, the non-parametric test of Mann-Kendall and Sense was used to check the presence or absence of the trend of marginal profiles. Based on the results of the uncertainty analysis of two BCC-CSM2-MR and MIROC6 models, which had the best simulation for precipitation and temperature. The results of climate tests showed that the trend of increasing hot extreme profiles and decreasing cold extreme profiles is evident in most stations, so that the profile of the number of summer days when the maximum air temperature is above 25 degrees Celsius (SU25) in all stations It has an increasing trend and the view of cold nights (TN10P) in most stations has a decreasing trend. It can be seen that the trend of precipitation limit indices in the studied area is that the index of annual precipitation is increasing in the two scenarios SSP1-2.6 and SSP2-4.5 and in the pessimistic scenario SSP5-8.5 the index trend is decreasing. In CCD, SDII and P95p indices, the index trend is increasing.
Keywords

Subjects


·       انصاری مهابادی، ثمین.، دهبان، حسین.، زارعیان، محمد جواد.، فرخ نیا، اشکان.(1401) بررسی روند تغییرات دما و بارش حوزه­های آبریز ایران در افق 20 سال آینده بر اساس برون داد مدل­های CMIP6، مجه پژوهش آب ایران، جلد 16، شماره 1، ص 24 11.
·       جهانبخش اصل، سعید، ساری صراف، بهروز، عساکره، حسین، و شیرمحمدی، سهیلا. (1399). واکاوی تغییرات زمانی-مکانی بارش‌های بحرانی (فرین بالا) در غرب ایران طی سال‌های 2016-1965. تحلیل فضایی مخاطرات محیطی، دوره 7، شماره 1، ص 89-106.
·       جهانگیری، محمدحسین؛ محمدی، علی (1397). پهنه‌بندی دما و بارش استان آذربایجان شرقی با استفاده از مدل ریزمقیاس نمایی LARS-WG برای سال­های 2011 ـ 2065، فصلنامه جغرافیا (برنامه‌ریزی منطقه­ای). دوره 8، شماره 2، ص 130 ـ 119.
·       چمانه فر، ساناز؛ موسوی بایگی، سید محمد؛ بابائیان، ایمان؛ مدرسی، فرشته (1401). پیش‌نگری شاخص‌های حدی بارشی و دمایی در دوره 2100-2026 بر اساس برونداد مدل‌های CMIP6 (مطالعه موردی: مشهد). مجله آبیاری و زهکشی ایران؛ دوره 16، شماره 5، ص 963-976.
·       حیدری، سوسن؛ گودرزی، مسعود؛ شمسی پور، علی اکبر؛ عبدالهی کاکرودی، عطاالله؛ بازگیر، سعید (1397). ارزیابی روش­های آماری در آشکارسازی روند تغییرات بارش (مطالعه موردی: استان کرمانشاه). علوم و مهندسی آبخیزداری ایران.دوره 12، شماره 42، ص89-81.
·       رنجبر، فیروز؛ اوجی، روح اله(1399) اثرات گرمایش جهانی بر روند فرین­های دمایی روزانه در ایستگاه­های منطقه خزری، نشریه پژوهش­های تغییرات آب و هوایی، دوره1، شماره 3، ص 34-21.
·       زرین، آذر. و صالح‌آبادی، نسرین.، 1398، پیش­آگاهی مخاطره خشک‌سالی در تهران بر اساس برونداد مدل­های CMIP6 ، ششمین کنفرانس بین­المللیمنطقه­ای تغییر اقلیم.
·       زرین، آذر؛ داداشی رودباری، عباسعلی؛ صالح آبادی، نرگس  (1400). بررسی بی‌هنجاری و روند دمای ایران در پهنه­های مختلف اقلیمی با استفاده از مدل­های جفت شده پروژه مقایسه متقابل مرحله ششم (CMIP6)، مجله ژئوفیزیک ایران.دوره 15، شماره 1، ص 54 ـ  25.
·       ساری صراف، بهروز؛ رستم زاده، هاشم؛ محمدی، نبی (1402) بررسی روند و پیش نگری تغییرات فرین­های دمایی با استفاده از مدل­های CMIP6 در شمال غرب ایران، نشریه پژوهش­های اقلیم شناسی، دوره 14، شماره5 ، ص90- 75.
·       علیجانی، بهلول، فرج زاده، حسن، 1394، تحلیل روند شاخص­های دمای فرین در شمال ایران، نشریه جغرافیا و برنامه ریزی، دوره19، شماره 52، 256 223.
·       غلامرضایی، سارا؛ زند، مهران؛ دریابادی، سیدجمالدین، علیجانی،، بهلول (1402) آشکارسازی تغییرات تغییر اقلیم با تحلیل روند وقوع رخدادهای فرین اقلیمی در غرب و جنوب غرب ایران، نشریه پژوهش­های اقلیم شناسی، دوره 14، شماره 54، ص 54- 37.
·       فرج نیا، اصغر؛ مروج، کامران (1398). پهنه­بندی آگروکلیمایی کشت زعفران در استان آذربایجان شرقی، نشریه پژوهش­های زعفران. دوره 7، شماره 2، ص 267 251.
·       کوزه­گران، سعیده؛ موسوی بایگی، محمد؛ خاشعی سیوکی، عباس؛ باباییان، ایمان(1396). مدل سازی عملکرد زعفران با توجه به شاخص­های حدی اقلیمی (مطالعه موردی: بیرجند). نشریه پژوهش­های زعفران.دوره 5، شماره 2، ص 229 217.
 
 
·       Adeyeri, O.E.., Lawin, A.E., Laux, P., Ishola, K.A., Ige, S.O. 2019, Analysis of climate extreme indices over the Komadugu-Yobe basin, Lake Chad region: Past and future occurrences; Weather and Climate Extremes 23, 100194.
·       Chen W. Jiang Z. and Li L. 2011. Probabilistic projections of climate change over China under the SRES A1B scenario using 28 AOGCMs. Journal of Climate. 24(17): 4741-4756.
·       Cheng, Q., Zhong, F., Wang, P. 2021. Potential linkages of extreme climate events with vegetation and large-scale circulation indices in an endorheic river basin in northwest China. Atmospheric Research, 247 (2021) 105256. PP.1-22.
·       Dannenberg M. P., Wise E. K., and Smith W. K. 2019.Reduced tree growth in the semiarid United States due to asymmetric responses to intensifying precipitation extremes. Science advances, 5(10): eaaw0667.
·       Eyring, V., Bony, S., Meehl, G. A., Senior, C. A., Stevens, B., Stouffer, R. J., & Taylor, K. E. (2016). Overview of the Coupled Model Intercomparison Project Phase 6 (CMIP6) experimental design and organization. Geoscientific Model Development, 9 (5), 1937-1958, https://doi.org/10.5194/gmd-9-1937-2016.
·       Gunavathi, S., Selvasidhu, R. (2021). Assessment of Various Bias Correction Methods on Precipitation of Regional Climate Model and Future Projection, Research Square, doi:10.21203/rs.3.rs-339080/v1.
·       Gupta, S., Gupta, A., Himanshu, S.K., Singh, R.‚ (2020). Analysis of the Extreme Rainfall Events Over Upper Catchment of Sabarmati River Basin in Western India Using Extreme Precipitation Indices‚ In Advances in Water Resources Engineering and Management (pp 103-111).
·       Knoben, W. J., J. E. Freer and R. A. Woods. 2019. Inherent benchmark or not? Comparing Nash-Sutcliffe and Kling-Gupta efficiency scores. Hydrology and Earth System Sciences 23(10): 4323-4331.
·       McGinnis, S., Nychka, D., Mearns, L. O. (2015). A new distribution mapping technique for climate model bias correction. In Machine learning and data mining approaches to climate science (pp. 91-99). Springer, Cham.
·       Mehran, A., AghaKouchak, A., & Phillips, T. J. (2014). Evaluation of CMIP5 continental precipitation simulations relative to satellite‐based gauge‐adjusted observations. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 119 (4), 1695-1707.
·       O’Neill, B. C., Kriegler, E., Riahi, K., Ebi, K.L., Hallegatte, S., Carter, T. R., Mathur, R., Vuuren, D. P. 2014. A new scenario framework for climate change research: the concept of shared socioeconomic pathways. Clim Chang 122(3):387–400.
·       Patil, S. D. and M. Stieglitz. 2015. Comparing spatial and temporal transferability of hydrological modelparameters. Journal of Hydrology 525: 409-417.
·       Peterson, T. C., Taylor, M. A., Demeritte, R., Duncombe, D. L., Burton, S., Thompson, F., 2002. Recent changes in climate extremes in the Caribbean region. Journal of Geophysical Research: Atmospheres. 107(21):1-16.
·       Riahi, K., Van Vuuren, D. P., Kriegler, E., Edmonds, J., O’neill, B. C., Fujimori, S., & Lutz, W. (2017). The shared socioeconomic pathways and their energy, land use, and greenhouse gas emissions implications: an overview. Global Environmental Change, 42, 153-168, https://doi.org/10.1016/j.gloenvcha.2016.05.009.
·       Ruml M, Gregori E, Vujadinovi M, et al. (2017). Observed Changes of Temperature Extremes in Serbia over the Period 1961-2010. Atmospheric Research,Vol. 183, p. 26-41.
·       Sun W, Mu X, Song X, Wu D, Cheng A, Qiu B. (2016); Changes in extreme temperature and precipitation events in the Loess Plateau (China) during 1960-2013 under global warming. Atmos Res. 168:33-48.
·       Teutschbein, C., Seibert, J. (2012). Bias correction of regional climate model simulations for hydrological climate-change impact studies: Review and evaluation of different methods. Journal of Hydrology, 456, pp 12-29.
·       Yeboah, K. A., Akpoti, K., Kabo-bah, A. T., Ofosu, E. A., Siabi, E. K., Mortey, E. M., Okyereh, S. A. (2022). Assessing climate change projections in the Volta Basin using the CORDEX-Africa climate simulations and statistical bias correction. Environmental Challenges, 6, pp 1-18.
·       You, Q., Cai, Z., Wu, F., Jiang, Zh., Pepin, N., Shen, S.S.P. 2021. Temperature dataset of CMIP6 models over China: evaluation, trend and uncertainty. Climate Dynamics.
Volume 8, Issue 4 - Serial Number 32
Winter 2026
Pages 408-430

  • Receive Date 19 April 2024
  • Revise Date 13 May 2024
  • Accept Date 21 May 2024