پیش‌بینی فصلی تابستان و پاییز ۱۴۰۰

موسسه بین‌المللی تحقیقات اقلیمی دانشگاه کلمبیا پیش‌بینی فصلی نیمه دوم سال ۲۰۲۱ (تابستان و پاییز ۱۴۰۰) را به تازگی منتشر کرده است. متاسفانه تا الان شاخص‌ها و تحلیل‌های آماری نشان می‌دهد که بارش‌ها در بسیاری از مناطق کشور در سه ماهه سوم سال جاری ناچیز خواهد بود. 

پیش‌بینی فصلی پاییز ۱۴۰۰

خشکسالی اخیر و پیش رو احتمالا در نیم قرن اخیر در ایران بی‌سابقه است. اگر این شرایط تا آغاز زمستان ۱۴۰۰ تغییر نکند، احتمالا تابستان ۱۴۰۱ شرایط بسیار پیچیده‌تر و منابع برق‌ آبی در کشور به مراتب محدودتر از آنچه در حال حاضر شاهدش هستیم خواهند بود.

ذکر این نکته نیز لازم است که پیش‌بینی‌های احتمالاتی فصلی از تجمیع نتایج مدل‌های متعددی و با استفاده از کالیبراسیون مجدد آماری این مدل‌ها بر اساس عملکرد تاریخی آنها، حاصل می‌شود. بنابراین این مدل‌ها اطلاعات معتبری را برای طیف وسیعی از مطالعات مربوط به تصمیم‌گیری‌های مرتبط با شرایط اقلیمی فراهم می‌کنند. جامعه هدف این اطلاعات سیاست‌گذاران کلان ممالک جهان هستند، نه مردم عادی.

کاهش بارش‌ها در ایران

میزان بارش‌ها در ایران در سال زراعی ۱۳۹۹-۱۴۰۰ نسبت به سال پیش از آن تا حدود زیادی کاهش داشته است. در این یادداشت سعی خواهیم کرد تا دلایل علمی این کاهش را بررسی و این نکته را تشریح کنیم که چگونه دلایل این کاهش با شرایط ترمودینامیکی اقیانوس‌های زمین در حدودا یکسال گذشته مرتبط می‌باشد.

اقیانوس‌ها منبع تامین رطوبت لازم برای بارندگی‌‌ها بر روی زمین هستند؛ چه مستقیم و چه غیر مستقیم. پس طبیعی است که تغییرات فیزیکی و حتی شیمیایی آب اقیانوس‌ها بر روی میزان بارش‌ها در نقاط مختلف زمین تاثیرگذار باشند. در حالت طبیعی، هر کدام از اقیانوس‌های زمین و همینطور مناطق مختلف هر کدام از اقیانوس‌ها، دمای خاص خود را دارند. برای نمونه، دمای اقیانوس منجمد شمالی معمولا پایین‌تر از دمای اقیانوس هند است یا دمای قسمت‌ شرقی مناطق استوایی اقیانوس آرام در حالت عادی پایین‌تر از قسمتی غربی آن است. اما بنا به دلایلی، به شکل دوره‌ای و هر چند سال یک‌بار، آب‌های قسمت شرقی اقیانوس آرام به شکل «غیر عادی» چند درجه گرم‌تر یا سردتر از حالت طبیعی خود می‌شوند. یعنی شرایطی بوجود می‌آید که باعث می‌شود دمای آب این قسمت از اقیانوس آرام بیش از حالت طبیعی گرم و سرد شود. به حالتی که آب‌‌های قسمت استوایی شرق اقیانوس آرام گرم‌تر از حالت نرمال یا طبیعی شود «اِل‌نینیو» (که در زبان اسپانیایی یعنی پسربچه) و به حالتی که سرد‌تر از حالت طبیعی خود شود «لانینیا» (یعنی دختربچه) گفته می‌شود. بروز ال‌نینیو و لانینیا هر دو باعث ایجاد ناهنجاری‌های بزرگی در آب و هوای سراسر زمین می‌شوند، از جمله بروز بارش‌های سیل‌آسا یا خشکسالی و قحطی و حتی گسترش بیماری‌ها.

با اینکه بالا و پایین رفتن چند درجه‌ای دمای آب در مناطق استوایی شرق اقیانوس آرام شاید ناچیز به نظر برسد، اما همین مقدار کم در سطح وسیع اقیانوس باعث می‌شود که میزان تبخیر آب از سطح بخش شرقی اقیانوس افزایش یا کاهش پیدا کند. همین قضیه باعث می‌شود که در مناطقی از زمین بارش‌ها از حالت نرمال بالاتر رفته و سیلاب‌های بیشتری رخ دهند (به عبارت دیگر، ال‌نینیو یا لانینیا باعث نخواهد شد که در کل زمین بارش‌ها افزایش پیدا کند). برای نمونه، به طور معمول، زمانی که ال‌نینیو پدید می‌آید، در آمریکای جنوبی شاهد وقوع سیلاب‌های ویرانگر هستیم، اما در جنوب آفریقا، غرب آمریکا، یا استرالیا خشکسالی رخ می‌دهد. نقشه روبرو، ال‌نینیو سال ۱۹۸۸ (نقشه بالا) و لانینیا سال ۱۹۹۷ (نقشه پایین) را نشان می‌دهد. ال‌نینیوی سال ۹۷ شدید بود و باعث خشکسالی در جنوب شرق آسیا و طوفان‌های استوایی در آمریکای شمالی و سیلاب‌های گسترده در آمریکای جنوبی شد.

تصاویر ماهواره‌ای از سیل در خوزستان

بعد از حدود یک دهه خشکسالی، بارش‌های شدید در هفته‌های آغازین سال ۱۳۹۸، وضعیت سد کرخه در استان خوزستان را بحرانی کرد. رودخانه کرخه در مسیر جربان خود به سمت به سد کرخه، در معمولان و پلدختر طغیان کرد و خسارت‌های شدیدی به بار آورد. سیلاب در ادامه مسیر وارد سد کرخه شد و ورودی و خروجی آب را تا حد کم سابقه‌ای افزایش داد که این باعث شد تا مسئولان کنترل دریچه‌های سد، به اجبار خروجی آب از سد را تا حد کم سابقه‌ای افزایش دهند. این افزایش دبی باعث آب گرفتگی مناطق پایین دست سد و حتی تا حومه شهر اهواز شد تا جایی که استاندار خوزستان گفت که "پایین دست سد تحمل این حجم خروجی را ندارد". همچنین به دلیل طغیان رودخانه کرخه و احتمال جاری شدن سیل در شوش، اهواز، حمیدیه، دشت آزادگان و هویزه، دستور تخلیه ۶ شهر و بیش از ۱۷۴ روستا صادر شد. در این بین و بر اساس آخرین آماری که از سوی مدیریت بحران استان خوزستان اعلام شد، بیش از ۶۰ روستا در این استان دچار آب‌گرفتگی شدند. در اهواز، شهری که در فاصله ۱۳۵ کیلومتری از سد کرخه واقع شده است، ارتفاع آب در رودخانه کرخه به میزان کم سابقه‌ای بالا رفت. تصاویر ماهواره‌ای نشان می‌دهد که در پی این وقایع، بیشتر مناطق پایین دست سد کرخه در جلگه خوزستان به زیر آب فرو رفت.

.با حرکت دادن موشی (ماوس) بر روی تصویر بالا، می‌توان وضعیت مناطق مختلف را در سطح جلگه خوزستان به فاصله تقریبا سه هفته از یکدیگر (از ۱ تا ۱۹ فروردین ۱۳۹۸) مقایسه کرد

روند در حال ظهور دسترسی به آب شیرین در ایران و جهان

در طول ۱۵ سال گذشته، ماهواره‌ی GRACE حرکت منابع آب‌ شیرین را بر روی زمین دنبال کرده است. پژوهشگران آزمایشگاه علوم آبشناسی (هیدرولوژی) در مرکز پروازهای فضایی Goddard در سازمان ناسا از داده‌های GRACE برای شناسایی روند منطقه‌ای حرکت آب‌های سطحی و زیرسطحی استفاده می‌کنند و این اطلاعات را با داده‌های دیگر ماهواره‌ها، مدل‌های آب و هوایی و باران سنجی‌های انجام شده ترکیب می‌کنند تا روند ذخیره سازی آب‌های شیرین‌ را در مناطق مختلف زمین تعیین کنند.

ماهواره‌های گرانشی (مانند (GRACE برای جمع‌آوری داده‌های خود، از زمین عکسبرداری نمی‌کنند، بلکه آنها تغییرات گرانش زمین را در یک بازه‌ی زمانی که ممکن است تحت تاثیر وجود منابع آبی قرار بگیرد، اندازه‌گیری می‌کنند. این اولین باری است که از اطلاعات ماهواره‌های گرانشی برای تهیه‌ی نقشه وضعیت آب شیرین در یک دوره‌ی ۱۴ ساله استفاده شده است. 

روند تغییرات ذخایر آب که بر اساس مشاهدات GRACE از فروردین سال ۱۳۸۱ تا اسفند سال ۱۳۹۵ به دست آمده است. علت این روند در هر منطقه مشخص، به طور خلاصه توضیح و دسته بندی رنگی شده است. نقشه با یک فیلتر گاوسی با شعاع ۱۵۰ کیلومتر به منظور فهم بهتر تطبیق داده شده است. با این حال، تمام محاسبات با کیفیت اصلی داده‌ها (۳ درجه) انجام شده است.

در مقاله‌ای با عنوان "روند در حال ظهور دسترسی به آب شیرین در جهان" که در تاریخ ۲۶ اردیبهشت در مجله‌ی Nature منتشر شده است، پژوهشگران آزمایشگاه علوم آبشناسی در مرکز Goddard، داده‌هایی را که به تازگی با استفاده از مشاهدات GRACE بدست آمده است را ارائه کرده‌اند. نتایج این تحقیق نشان می‌دهد که کمبود آب شیرین در جهان یکی از مهم‌ترین چالش‌های قرن حاضر خواهد بود. نویسندگان این مقاله هشدار می‌دهند که در قرن حاضر مناطق خشک جهان با خطر خشکسالی‌های به مراتب شدیدتری روبرو خواهند بود.