مدل سازی دمای حداکثر و حداقل ماهانه دشت مشهد با استفاده از سری های زمانی و بررسی اثر تغییرات دمای هوا بر مصرف آب کشاورزی

چکیده دمای هوا یکی از مهم ترین شاخص های تغییر اقلیم در مقیاس های جهانی و منطقه ای می باشد. با توجه به این که در سال های اخیر، تغییرات متفاوتی در روند آستانه های دمای هوا (دمای حداکثر و حداقل) ملاحظه شده، و با توجه به نقش این دو پارامتر بر عملکرد و نیاز آبی گیاهان زارعی و محصولات باغی، پیش بینی و بررسی تغییرات آن ها در آینده در راستای مدیریت بهینه منابع آب در بخش کشاورزی تأثیر بسزایی خواهند داشت. از این رو، در این پژوهش سه هدف دنبال می شود که شامل 1- مدل سازی دمای حداکثر و حداقل ماهانه دشت مشهد، 2- بررسی روند تغییرات دمای حداکثر و حداقل از گذشته تا به امروز و پیش بینی تغییرات آن ها در آینده و 3- بررسی اثر تغییرات دمای هوا بر مصرف آب کشاورزی می باشند. در این پژوهش، به منظور مدل سازی دمای حداکثر و حداقل ماهانه دشت مشهد از آمار 22 ساله ی(2008-1987) دو ایستگاه مشهد وگلمکان استفاده شد. با استفاده از روش سری های زمانی، مدل sarima(0,0,0)(0,1,1) برای دمای حداکثر ماهانه و مدل sarima(0,0,0)(2,1,1) برای دمای حداقل ماهانه، به عنوان الگوهای نهایی تعیین شدند. ضریب تعیین بالا و شاخص های خطاسنجی نسبتاً پایین و نزدیک به صفر در مرحله واسنجی (2008- 1988) و اعتبارسنجی (2012- 2009) موید انطباق قابل قبول مقادیر واقعی و نتایج حاصل از مدل ها می باشند. بررسی روند دمای حداکثر و حداقل و تبخیر و تعرق گیاه مرجع در فصول مختلف سال در دوره پایه نشان می دهد که دمای حداقل در تمام فصول سال از روند افزایشی و معنی دار برخوردار است در حالی که دمای حداکثر تنها در فصول تابستان و زمستان دارای روند افزایشی و معنی دار می باشد. روند تبخیر و تعرق گیاه مرجع نیز در دوره پایه همسو با تغییرات دمای حداکثر می باشد. نتایج پیش بینی دمای حداکثر و حداقل براساس مدل های نهایی برای 10 سال آتی (2018-2009) و مقایسه میانگین آن ها با دوره پایه، نشان دهنده ی افزایش این دو پارامتر در تمام ماه های سال خواهد بود. به طوری که دمای حداکثر بیشتر در فصول گرم و دمای حداقل بیشتر در فصول سرد سال افزایش پیدا خواهد کرد. مقایسه میانگین تبخیر و تعرق 5 محصول عمده با بیشترین سطح زیرکشت آبی (گندم، چغندرقند، گوجه فرنگی، یونجه و سیب)بین دوره پایه و دهه آتی نشان می دهد که تبخیر و تعرق گیاهان به ازای افزایش دمای هوا به طور میانگین برابر با 2/1 درجه سانتی گراد درکل فصل رشد، افزایش خواهند یافت، به طوری که چغندر قند در بین 5 محصول منتخب، دارای بیشترین درصد تغییرات در نیاز آبی برابر 8/2% که معادل با 290 مترمکعب آب مصرفی در هر هکتار خواهد بود.