تغییرات وضعیت دما، بارش و خشک‌سالی در کشور و چالش‌های پیش رو در حوزه منابع آبی

مقدمه:

با توجه به اینکه هیدروپلیتیک به مطالعه نقش آب در رفتارهای سیاسی در مقیاس‌های گوناگون می‌پردازد لذا بروز هر نوع محدودیت در منابع آب براثر عوامل انسانی و طبیعی می‌تواند تنش‌های هیدروپلیتیکی را هم در مقیاس ملی و هم در سطح منطقه‌ای برای یک کشور ایجاد کند. در کشور ما ایران نیز در کنار عوامل انسانی مؤثر بر ایجاد محدودیت‌های آبی همچون رشد جمعیت و شهرنشینی، صنعتی شدن و فعالیت‌های گوناگون آب بر، برداشت بی‌ رویه آب‌های سطحی و زیرزمینی، عوامل طبیعی مؤثری نیز در این امر دخیل است. درواقع به دلیل قرار گرفتن ایران در منطقه خشک و نیمه‌ خشک جهان و پراکنش نامناسب زمانی و مکانی بارش‌ها به‌عنوان ویژگی طبیعی اقلیم آن ازیک‌طرف و نیز بروز بحران گرمایش جوی و تغییرات اقلیمی مؤثر بر تغببر الگوهای دمایی و بارشی کشور و پیامدهای منفی آن در قالب رخداد رویدادهای حدی اقلیمی همچون خشک‌ سالی از طرف دیگر، سبب شده که کشور با تغییرات فراوانی در میزان و نوع نزولات جوی مواجه و وضعیت هیدرولوژی، حوضه‌های آبریز و منابع آبی داخلی نیز با کمبود در حجم و ذخیره آب‌های سطحی و زیرزمینی روبه‌ رو شود.

در صورت بروز چنین شرایطی در هر کشور، به دلیل عدم توانایی منابع آبی محلی برای تأمین آب موردنیاز داخلی در بخش‌های شرب، کشاورزی و نیز صنعتی، لذا منطقه متأثر شده برای تأمین نیاز آبی خود به منابع آبی قابل‌دسترس از کشورهای همسایه وابسته می‌شود. در مقابل همسایگان مشترک آبی نیز برای مقابله با تأثیرات منفی این بحران اقلیمی جهانی و منطقه‌ای دست به توسعه طرح‌های زیرساختی خود در بخش منابع آب فرامرزی می‌زنند که در این شرایط، امنیت آبی کشور وابسته به دلیل کاهش در آب ورودی از رودخانه‌های مشترک با چالش روبه‌رو می‌شود. بنابراین تغییر پارامترهای اقلیمی مهم و کاهش نزولات جوی مؤثر در تأمین آب منابع سطحی و زیرزمینی و نیز بروز مخاطرات محیطی- اقلیمی در قالب رویدادهای حدی همچون خشک‌سالی و سیلاب‌های شدید می‌تواند به‌طور مستقیم تهدید جدی برای منابع آبی کشور چه در شرایط کنونی و چه در سال‌های آتی محسوب شود. از طرفی این شرایط زمینه‌ساز ایجاد درگیری‌های آبی داخلی و حتی بروز تنش با همسایگان مشترک آبی است و به‌طور غیرمستقیم امنیت هیدروپلیتیکی کشور را با تهدیدات جدی مواجه می‌سازد که خود با پیامدهای منفی اقتصادی و اجتماعی، محیط‌زیستی و امنیت ملی و بین‌المللی همراه است. 

با این مقدمه و با توجه به اهمیت پرداختن به این موضوع، گروه مطالعات هیدروپلیتیک و تغییرات اقلیمی در خاورمیانه بر آن شد تا نشست تخصصی را با قبول دعوت و سخنرانی جناب دکتر احد وظیفه رئیس مرکز ملی خشک‌سالی و مدیریت بحران سازمان هواشناسی کشور به‌منظور بررسی شرایط اقلیم کنونی و آتی کشور از منظر پارامترها، الگوهای جوی مهم و شاخص‌های مؤثر بر وضعیت بیلان آبی کشور برگزار کند. این نشست با مدیریت دکتر الهام پیشداد( دبیر گروه مطالعات هیدروپلیتیک و تغییر اقلیم) و با حضور ریاست پژوهشکده مطالعات استراتژیک خاورمیانه (دکتر قدیر نصری )، مدیر گروه مطالعات هیدروپلیتیک و تغییر اقلیم ( دکتر حسین ربیعی) و نیز جمعی از اعضای گروه و سایر علاقه‌مندان به این موضوع در تاریخ 10 مرداد ۱۴۰1 به دو صورت حضوری و مجازی در مرکز برگزار شد که در ادامه گزارش تخصصی در این خصوص به انضمام نکات اصلی این نشست ارائه‌شده است.

• پایش پارامترهای بارش و دما و مخاطره خشک‌سالی

علت اهمیت پایش این دو پارامتر مهم جوی به دلیل:

1. دو پارامتر دما و بارش به‌عنوان کمیت‌های اصلی پایش و محاسبه شاخص‌های مهمی همچون خشک‌سالی هستند.
2. مقایسه مستمر مقدار بارندگی رخ‌داده با میزان بارش نرمال در بازه‌های زمانی هفتگی تا سالانه و مقیاس‌های مکانی حوضه‌ای/ استانی
3. تهیه گزارش از روند تغییرات الگوهای دمایی و بارشی در بازه‌های زمانی طولانی مختلف و بررسی تغییرات اقلیمی
4. آگاهی مستمر از بیلان آبی روزانه کشور جهت استفاده در بخش‌های مرتبط و وابسته همچون انرژی، کشاورزی و هیدرولوژی، مدیریت منابع آبی و کلیه عرصه‌های تصمیم گیر در حوزه آب در کشور

• وضعیت بارش، دما و بیلان آبی کشور:

به‌طورکلی با مقایسه مقدار میانگین بارندگی 250 میلی‌متر پنجاه‌ساله کشور در مقایسه با مقدار میانگین بارندگی۸۵۰ میلی‌متر جهانی به‌خوبی قابل‌درک است که ایران به‌طور طبیعی در دسته کشورهای کم‌بارش است. از طرفی ماحصل بررسی تغییرات "بارش‌های تجمعی سالانه" کشور در یک بازه زمانی پنجاه‌ساله (1972-2021) نشان می‌دهد که در طی این مدت بیشترین میزان بارش رخ‌داده در کشور 342 میلی‌متر (در سال 1371) و کمترین میزان 134 میلی‌متر (برای سال آبی 1399-1400) بوده که تقریباً یک‌سوم پربارش ترین سال این دوره مطالعاتی است. براین اساس علاوه بر اینکه میزان بارش در ایران به دلیل شرایط خاص جغرافیایی و اقلیمی و نیز نسبت به متوسط جهانی کم است، از "نوسانات بارشی" بالایی نیز برخوردار است که این شرایط خود به‌عنوان یک عامل مهم سبب بروز و تحمیل چالش‌های زیادی در بیلان و مدیریت منابع آبی کشور در هر سه بخش شرب، کشاورزی و نیز صنعت می‌شود.

علاوه بر ویژگی کم‌بارشی و نوسانات بالای بارش در کشور، بررسی میانگین دهه‌ای متوسط سالانه بارش‌های تجمعی کشور در طی این دوره 50 ساله نیز نشان از یک‌روند کاهشی است. به‌طوری‌که متوسط دهه‌ای بارندگی کشور در ده‌ساله اول (1981-1972) مطالعاتی برابر با 234 میلی‌متر بوده که این مقدار در دهه آخر (2021-2012) به 200 میلی‌متر کاهش‌یافته است. همچنین در طی این پنج دهه میزان بارش‌های کشور به‌طور سالانه نیز 0.8 میلی‌متر کاهش‌یافته بوده و در سال‌های اخیر از متوسط سالانه 250 میلی‌متر به کمتر از 230 میلی‌متر رسیده است. همچنین این کاهش در روند بارش‌های تجمعی فصلی این دوره 50 ساله نیز مشاهده‌شده است. علیرغم مشاهده این روند کاهشی به نسبت در هر چهارفصل، اما بیشترین شیب روند کاهشی در فصل زمستان به‌عنوان فصل بارشی کشور قابل‌مشاهده است. این به معنای کاهش قابل‌توجه هم در میزان و هم نوع بارش‌ها ازجمله بارش برف بخصوص در مناطق پر ارتفاع کشور است که به‌عنوان ذخیره‌گاه برفی کوهستانی برای تأمین آب سدهای کشور در دوره گرم سال به شمار می‌آید.

همچنین در طی چند سال اخیر کشور با بارش‌های زیر نرمال جدی مواجه شده که در صورت ادامه این وضعیت چالش‌های بیلان آبی کشور به معضلات و بحران‌های جدی منجر خواهد شد و نتیجه این شرایط نیز برداشت بی‌رویه آب‌های زیرزمینی و تهدید و فرونشست سطح آبخوان‌ها غیرقابل‌بازگشت است. در سال آبی گذشته (1399-1400) میزان بارش کشور 38% کمتر از نرمال و در سال آبی جاری (1400-1401) علیرغم رخداد بارش‌های شدید مونسونی تابستانه که سبب شد آنومالی بارندگی تابستان امسال در بخش‌های جنوب شرق و جنوب فراتر از نرمال شود اما در سطح کل کشور همچنان با 25% بارش زیر نرمال روبه‌رو باشد. به‌طوری‌که بارش‌های بخش‌های غربی کشور در استان‌های لرستان، ایلام، کرمانشاه و شمال خوزستان به‌شدت زیر نرمال بوده که در کنار فشار کم‌بارشی سال گذشته سبب شده این مناطق حتی برای تأمین آب شرب خود با مشکل مواجه شوند. بنابراین در طی بیش از دو دهه اخیر کاهش بارش بسیار جدی را در نیمه غربی کشور در بخش‌های زاگرس مرکزی و نیز در نیمه جنوب غربی کشور شاهد بوده‌ایم. همچنین با توجه به اینکه بخش قابل‌توجهی از انرژی برق‌آبی کشور نیز بخصوص از استان خوزستان تأمین می‌شود لذا کمبود حجم آب در سازه‌های آبی مهم و نیز سرمنشأ حوضه‌های آبی داخلی حیاتی، تهدیدات جدی را هم برای مناطق جنوب غرب و غرب کشور و هم سایر مناطق وابسته به همراه دارد.

از طرف دیگر بررسی تغییرات میانگین "دمای سالانه" کشور در طی دوره 50 سال مطالعاتی مشابه، روندی متفاوت را نشان داده است به‌طوری‌که در هر دهه به میزان 0.4 یا 0.45 درجه سانتی‌گراد افزایش داشته و سبب شده که متوسط دمای کشور در طی پنج دهه اخیر حدود دو درجه افزوده شود. بنابراین مجموع تغییرات در دو پارامتر مهم دما و بارش تعیین‌کننده میزان "پتانسیل تبخیر و تعرق" و "بیلان آبی" در کشور است. لذا با افزایش دما و کاهش بارش در طی 50 سال اخیر، حدود 200 میلی‌متر بر پتانسیل تبخیر کشور افزوده و درنتیجه سبب شده که بیلان آبی کشور روند منفی را دنبال نماید.

• مهم‌ترین شاخص‌های دور پیوندی جوی مؤثر بر شرایط بارشی کشور

مطالعات نشان داده بارندگی‌هایی که بر روی ایران رخ می‌دهد بخصوص بارش‌های دوره سرد سال با نوع فعالیت الگوهای جوی دور پیوندی همبستگی قابل‌توجه و رابطه معناداری دارد. براین اساس علاوه بر تأثیرپذیری بارش‌های کشور از تغییر الگوهای بارشی منطقه، هر نوع تغییر منفی در این الگوهای دور پیوند جوی نیز بر وضعیت بارشی و درنتیجه بیلان آبی کشور ما تأثیرگذار است. هنگامی‌که شاخص دور پیوند نوسان قطب شمال (AO) معادل شاخص NAO، در فاز مثبت خود قرار گیرد در این شرایط امواج طوفان‌های عرض‌های میانی از مسیرهای شمالی‌تر گذر کرده و کمتر وارد منطقه مدیترانه به‌عنوان یکی از کانون‌های بارشی کشور می‌شود و درنتیجه میزان بارش‌های پائیز، زمستان و اوایل بهار کشور را تحت تأثیر قرار می‌دهد. در مقابل در شرایطی که شاخص NAO در فاز منفی خود قرار دارد شرایط برای گذر این سامانه‌های شرق سو از روی مدیترانه و امکان حضور بر روی ایران و فعالیت بارشی آن‌ها بر روی کشور را افزایش می‌دهد.

همچنین تغییرات بارشی کشور متأثر از تغییرات 8 فاز شاخص دور پیوند MJO مناطق حاره‌ای نیز است. فازهای 1 و 7 و 8 این شاخص وضعیت مناسبی را ازنظر بارشی در کشور ما فراهم می‌کند و بررسی یک دوره ده‌ساله مربوطه نشان از وجود روند کاهشی خاصی را در این فازها نشان نمی‌دهد و تقریباً دارای وضعیت ثابتی هستند. اما تغییرات دوره‌ای سایر فازهای نامناسب این شاخص برای بارش کشور، نشان از روند صعودی و افزایش قدرت و فرکانس بیشتر دارد که این اتفاق سبب سلب امکان انتقال رطوبت در فصل زمستان از روی اقیانوس هند به منطقه خاورمیانه و داخل کشور ما می‌شود. همچنین امسال با توجه به وضعیتی که شاخص دور پیوند النینو داشته، در فصل بارشی پیش رو لانینا در فاز منفی خود خواهد بود و بنا بر تجارب، در این شرایط بارندگی در ایران غالباً ضعیف‌تر از معمول است. از طرف دیگر نیز به دلیل فعالیت سامانه مونسونی تابستانه، امسال سامانه‌های بارشی در فصل پائیز دیرتر وارد کشور خواهند شد. بنابراین بر اساس پیش‌بینی‌های صورت گرفته، در سال آبی پیش رو بخصوص بارش‌های پائیزی کمتر از نرمال و با احتمال قوی با شروع بارش‌های دیرتر از معمول و دمایی بیش‌ازحد نرمال مواجه خواهیم بود و این خود عاملی برای افزایش کمبود آب و تنش‌های آبی کشور است.

• شاخص‌های خشک‌ سالی :

• خشک‌ سالی که بیانگر شرایط و شدت خشک‌سالی هواشناسی، کشاورزی و هیدرولوژی است از برآورد مقادیر پارامترهای دما و بارش منطقه حاصل می‌شود. مهم‌ترین شاخص در این حوزه شاخص SPI یا شاخص استانداردشده بارش است. در محاسبه شاخص SIP اگر بارندگی‌ها برای یک هفته تا یک ماه کمتر از نرمال باشد معرف خشک‌سالی هواشناسی است، اگر این وضعیت بین یک تا سه ماه ادامه داشته باشد معرف خشک‌سالی کشاورزی است و بیش از سه تا شش ماه این وضعیت اثرش را بر روی چرخه هیدرولوژی می‌گذارد و دبی رودخانه‌ها و آب سدها کاهش می‌یابد. لذا کم‌بارشی سه‌ماهه در فصول پائیز، زمستان و بهار اثرات متفاوتی بر روی کشاورزی و هیدرولوژی کشور خواهد داشت و تنش‌های آبی را به دنبال خواهد داشت. 

از اواسط دهه هفتاد دوره‌های خشک‌سالی بخصوص خشک‌سالی‌های شدید در کشور افزایش‌یافته است. در طی بیش از دو دهه اخیر نیز شرایط بارشی کشور تنها در دو سال آبی 98-1397 و 99-1398 در وضعیت مناسبی بوده و در بقیه موارد تعداد سال‌های دارای بارش زیر نرمال بیشتر از بالای نرمال بوده است. به‌طوری‌که بدترین وضعیت شاخص خشک‌سالی SPI کشور با مقادیر منفی بالا در سال 1387 و در درجه بعدی در سال‌های 1379و 1400 مشاهده‌شده که بیانگر بروز خشک‌سالی شدید در کشور بوده است. از طرفی افت آب‌های زیرزمینی در کشور نیز از دهه هفتاد شروع و فراگیر شده به‌طوری‌که تعداد قابل‌توجهی از دشت‌های کشور به دلیل افت آب‌های زیرزمینی به دشت‌های ممنوعه تبدیل‌شده است.

بر اساس شاخص استانداردشده بارش و تبخیر و تعرق ( SPEI ) نیز از اواسط دهه 70 به بعد عمل همه سال‌ها با شاخص منفی همراه بوده و به‌عنوان سال‌های خشک و رخداد خشک‌سالی محسوب می‌شوند. بالاترین میزان منفی این شاخص نیز در طی این سی سال اخیر در سال‌های 1397 و 1400 مشاهده‌شده که با شخص 2.5- در رده خشک‌سالی شدید تا بسیار شدید قرارگرفته است. بنابراین به‌ویژه در طی دو سال گذشته خشک‌سالی‌ها در کشور بسیار شدید بوده و اگرچه کل کشور درگیر این مخاطره شده است اما بدترین وضعیت خشک‌سالی در کشور در غرب و جنوب غرب کشور مشاهده‌شده است.

• چشم‌انداز اثرات تغییر اقلیم و چالش‌های آتی منابع آبی کشور

در طی بیش از یک و نیم‌قرن اخیر هم‌زمان با افزایش غلظت گازهای گلخانه‌ای در جو، متوسط دمای هوای کره زمین نیز روند صعودی داشته به‌طوری‌که مقدار این افزایش در مقایسه با دوران پیشاصنعتی به میزان 1.3 درجه سانتی‌گراد رسیده است. البته مقدار این افزایش دما در همه نقاط کره زمین به‌صورت همگن نیست و در مناطق قطبی بیش از سایر مناطق است و در منطقه خاورمیانه نیز به دلیل ویژگی‌های موقعیت جغرافیایی و گرمی و خشکی هوا بیش از یک درجه سانتی‌گراد بوده است. در ایران نیز بر اساس محاسبات صورت گرفته میانگین بلندمدت دمای هوای کشور حدود دو درجه سانتی‌گراد نسبت به نرمال افزایش پیداکرده است.

یکی از شاخص‌های بروز تغییر اقلیم، تغییر در الگوهای بارشی همچون کاهش در بارش باران و برف، تغییرات فصلی در بارش‌ها و یا افزایش بارش‌های شدید و ناگهانی است که در بسیاری از مناطق کشور ما نیز مشاهده‌شده است. با توجه به وابستگی بالای حوضه‌ها و منابع آبی به شرایط اقلیمی منطقه و درجه آسیب‌پذیری و حساسیت بالای آن‌ها به اثرات گرمایش جوی، لذا تحمیل پیامدهای نامطلوب تغییرات اقلیمی بر حوزه استراتژیک و حیاتی آب ازجمله چالش‌هایی است که در سال‌های اخیر هم موردتوجه دولتمردان و هم پژوهشگران در سطح جهانی قرارگرفته است. به‌طوری‌که بر طبق گزارش‌های هیات بین الدول تغییر اقلیم (IPCC) این بحران اقلیمی باعث شده که تغییرات هیدرولوژی در طی چند دهه اخیر در سطح جهانی مشاهده شود.

با توجه به مطالعات علمی داخلی بر اساس نتایج مدل‌های اقلیمی وضعیت بارش‌های کشور برای دهه‌های آتی نشان می‌دهد که:

1. بررسی تغییرات بارش به‌طور میانگین در بیش از 55 درصد ایستگاه‌ها (80 درصد در سناریو خوش‌بینانه، 55 تا 70 درصد در سناریو متوسط و 60 تا 80 درصد در سناریو بدبینانه) به دلیل ویژگی تغییرپذیری بالای این پارامتر معنادار نبوده است.
2. اما مشخص‌شده که روند بارش در برخی نقاط زاگرس مرکزی (سناریو خوش‌بینانه) و نیز در برخی مناطق عمدتاً در حوزه غرب کشور (سناریو متوسط و بدبینانه) کاهشی خواهد بود.
3. در مقابل روند بارش بر اساس هر سه سناریو خوش‌بینانه، متوسط و بدبینانه در نیمه جنوبی کشور در بخش‌های جنوب شرق و نوار جنوبی کشور و نیز امتداد دامنه جنوبی البرز، بین 10 تا 30 درصد افزایش می‌یابد که بیشترین افزایش با بیش از 30 درصد در مناطق جنوب شرق کشور است. همچنین پیش‌بینی‌شده که تعداد بارش‌های سنگین کشور تا ۴۰ درصد افزایش خواهد یافت و در بخش‌های جنوب و جنوب شرق بارش‌ها به شکل ناگهانی یا سیل‌آسا خواهد بود.

از طرفی یافته‌های برخی پژوهش‌ها نشان داده که در صورت افزایش متوسط دمای هوای کره زمین تا 2.5 درجه سانتی‌گراد، میزان بارش‌ها در ایران تا ۳۵ درصد کاهش خواهد یافت. حتی در صورت عدم کاهش در میزان بارش‌های آتی، اما بر اساس مشاهدات روند فراوانی رویدادهای حدی اقلیمی افزایش خواهد یافت و لذا احتمال رخداد بارش‌های ناگهانی و سیل‌آسا و مخرب پس از دوره‌های خشک، بالا است همچنان که در یک دهه گذشته نیز وقوع این مخاطرات اقلیمی در ایران افزایش قابل‌توجهی داشته است.

بنابراین، مطالعات نشان می‌دهد با توجه به اینکه الگوهای دمایی و بارشی کشور دستخوش تغییرات ناشی از اثر گرمایش جهانی شده لذا به‌طورکلی کشور ما به سمت اقلیم خشک تر و کم بارش تر پیش خواهد رفت که این دوره‌های خشک و گرم طولانی با وقوع بارندگی‌های ناگهانی مخرب سیل‌آسا و متناوب همراه خواهد بود. درنتیجه این پیش‌نگری‌ها، کشور با کاهش سرانه آب در دسترس سطحی و زیرزمینی درنتیجه کمبود بارش و خشک‌سالی و نیز هدر رفت منابع عظیم آب در طی رخداد سیلاب‌ها و درنتیجه بروز تنش و بحران در بیلان آبی کشور در سال‌های آتی مواجه خواهد شد. لذا آگاهی از این عوامل طبیعی مهم تأثیرگذار و پیامدهای منفی حاصله به‌منظور شناسایی ریسک‌ها و آسیب‌پذیری‌ها، اصلاح و ارائه برنامه‌های مناسب و تبیین استراتژی‌های ضروری جهت مقابله و کاهش اثرات مستقیم و غیرمستقیم منفی تغییر اقلیم بر بخش هیدروپلیتیک با توجه به حساسیت‌های اکولوژیکی و موقعیت خاص سیاسی کشور امری اجتناب‌ناپذیر است.

نویسنده گزارش: دکتر الهام پیشداد، دبیر گروه هیدروپلیتیک و تغییرات اقلیمی در خاورمیانه