از آنجائیکه بارش های حداکثر سالانه مبنایی برای طراحی سازه های آبی بخصوص در حوضه های شهری به حساب می آیند. لذا بررسی امکان تغییر خصوصیات بارشهای حداکثر بدلیل تاثیر تغییر اقلیم آتی لازم به نظر می رسد. در این تحقیق چگونگی تاثیر تغییر اقلیم بر بارش های حداکثر با مقایسه منحنی های شدت-مدت-فراوانی (intensity-duration-frequency -idf) در شرایط اقلیمی مشاهداتی و آینده انجام می گیرد. منحنی های idf برای شرایط اقلیمی آینده با استفاده از 20 سناریو اقلیمی بدست آمده از 10 مدل مختلف گردش عمومی جو-اقیانوس (atmosphere-ocean global circulation models-aogcms) و 2 سناریو انتشار (a2, b1) در دوره آتی 2044-2015 برای ایستگاه سینوپتیک اهواز برآورد می شوند. تعدد این سناریوها باعث شده که نتوان تصویر درستی از اقلیم آینده ارائه کرد. این عدم قطعیت با استفاده از یک برآوردگر پارامتریک فرموله شده، و سناریوهای اقلیمی آینده در 5 سطح ریسک (10%، 25%، 50%، 75% و 90%) به تفکیک نوع سناریوی انتشار بیان می شوند. اما مدل هایaogcms قادر به تولید داده های اقلیمی در مقیاس مکانی-زمانی مورد نیاز در تحلیل فراوانی نیستند. در این تحقیق روشی ترکیبی برای استخراج منحنی های idf براساس خروجی مدل های aogcms ارائه شده است. این روش شامل: (1) ارائه یک مدل ریز مقیاس نمایی که بارش روزانه را با بازنمونه گیری از یک فضای نمونه گیری برپایه ی سناریوهای تغییر اقلیم مشتق شده از مدل های aogcms توسط یک مولد تصادفی آب و هوا با مبنای روش ناپارامتریک نزدیکترین همسایگی برای یک ایستگاه هواشناسی شبیه سازی می کند. (2) برآورد مقادیر idf براساس سناریوهای بارش روزانه شبیه سازی شده برای دوره آتی که با برقراری روابط چندک-فراوانی بارش بین بارش های ساعتی و روزانه مشاهداتی در ترم سری های حداکثر سالانه بدست می آیند. این روش با برآورد مقادیر idf برای یک سناریوی اقلیمی مشابه با اقلیم مشاهداتی و مقایسه آنها با مقادیر مشاهداتی برای ایستگاه اهواز مورد تایید قرارگرفته است. مقادیر idf شبیه سازی شده تحت 20 سناریوی اقلیمی آینده، دامنه تغییرات وسیعی را بین 53%+ تا 39%- برای شدت بارش ها با تداوم های مختلف نشان می دهند. شبیه سازی های انجام شده براساس نوع سناریوی انتشار قابل تمیز از یکدیگر نیستند و در یک مدل اقلیمی مشترک رفتار مشابهی را دارند. با این حال مقادیر idf در سطوح ریسک بیش از 75% در سناریوی b1 نسبت به a2 بخصوص در دوره بازگشت های کم بیشتر برآورد شده اند. کم اهمیت بودن سطوح ریسک بالاو تفاوت ناچیز باعث شده که نتوان دلیل روشنی برای این اختلاف متصور شد. در سطوح ریسک کمتر از 50% مقادیر idf افزایشی را تا حد 24% تجربه می کنند. بنابراین با پذیرش سطوح ریسک کم، مقادیر شدت های حداکثر در آینده افزایش قابل ملاحظه ای خواهد یافت؛ این موضوع باید در طراحی سازه های پراهمیت مورد توجه خاص قرار گیرد.

منابع آب زیرزمینی بعد از یخچال¬های طبیعی، بزرگترین منبع آب شیرین جهان می باشد، از این¬رو مدیریت و استفاده صحیح از این منابع از اهمیت ویژه برخوردار است. همچنین اطلاع از وضع آب¬های زیرزمینی در دوره¬های آتی و تاثیر تغییر اقلیم بر آن¬ها ضروری می¬باشد. با توجه به اهمیت بالای دشت دزفول- اندیمشک (متشکل از 5 دشت کوچکتر) به عنوان قطب کشاورزی استان خوزستان، در این تحقیق به بررسی اثر تغییر اقلیم بر منابع آب زیرزمینی پرداخته شد. ابتدا با توجه به شرایط هیدروژئولوژیکی دشت، مدل آب زیرزمینی آبخوان تهیه و پس از اطمینان از صحت مدل، با استفاده از خروجی مدل¬های گردش عمومی جو (aogcm) به بررسی وضعیت آب زیرزمینی در دوره¬ی آتی (2044-2020) پرداخته شد. به منظور در نظر گرفتن عدم قطعیت مدل¬های aogcm، از خروجی 15 مدل گردش عمومی جو تحت سه سناریوی مختلف انتشار گازهای گلخانه¬ای (a2، a1b و b1) استفاده شد. در نهایت عدم قطعیت این مدل¬ها با استفاده از برآوردگر کرنل برای نتایج مربوط به تغذیه¬ی آب زیرزمینی در آینده بصورت احتمالاتی بیان شد. از آنجایی که خروجی مدل¬های aogcm دارای مقیاس بزرگ می¬باشند، برای استفاده از آن¬ها در مقیاس منطقه¬ای از مدل lars-wg جهت ریزمقیاس نمایی استفاده شد. نتایج نشان داد که درصد تاثیر اجزای بیلان آب زیرزمینی در بخش های مختلف دشت متفاوت می باشد. با توجه به عدم وجود شبکه¬ی آبیاری در دشت لور، اثر تغییر اقلیم بر تغذیه¬ی این دشت بسیار بیشتر از سایر دشت¬ها است. همچنین نتایج نشان داد که وقوع بارش در آینده از پاییز به فصل تابستان شیفت پیدا می¬کند و به همین دلیل میزان تغذیه¬ی آب زیرزمینی نیز در ماه آگوست افزایش چشمگیری می¬یابد. بطور کلی با در نظر گرفتن عدم قطعیت مدل¬های aogcm در کلیه¬ی سطوح ریسک در فصل بهار و همچنین ماه اکتبر، کاهش تغذیه وجود دارد.

با توجه به اهمیت بررسی میزان تبخیر از مخازن سدها در تأمین نیازهای کشاورزی، شرب و صنعت در این تحقیق به بررسی اثر تغییر اقلیم بر تبخیر از مخازن سدها در دوره های آتی پرداخته شده است. منطقه مورد مطالعه مخزن سد دز می باشد. این سد چندمنظوره بوده و جهت کنترل سیلاب¬های بالادست و آبیاری بخش¬های زیادی از اراضی شمال خوزستان و تولید برق و ذخیره آب مورد بهره¬برداری قرار می گیرد. با این وجود تاکنون تحقیقی بر بررسی اثر تغییر اقلیم بر میزان تبخیر از این سد انجام نگرفته است. در این مطالعه جهت تعیین میزان تبخیر از سطح آزاد فرمول های تجربی جهت برآورد تبخیر مورد بررسی قرار خواهند گرفت و سپس با استفاده از روش بیلان انرژی به عنوان روش مرجع برآورد تبخیر بهترین روش با استفاده از شاخص های آماری تعیین می گردد و میزان تبخیر در دوره های آتی با استفاده از فرمول تعیین شده، برآورد می گردد.

یکی از آثار پدیده تغییر اقلیم، تأثیر بر وقایع حدی ( سیلاب و خشکسالی) می باشد. در این تحقیق تلاش شده است تا تأثیر این پدیده بر رژیم دبی های حداکثر سالانه حوضه رودخانه خرم آباد در دوره (2030-2011) بررسی شود. به این منظور از داده های 8 مدل aogcm و سه سناریوی (a2, b1, a1b) مربوط به آنها و در مجموع از نتایج 19 مدل استفاده شد. این داده ها با استفاده از مدل آماری lars-wg ریز مقیاس نمایی گردیدند. با واسنجی و صحت سنجی مدل بارش- رواناب ihacres و پس از اطمینان از کارایی این مدل برای منطقه مورد مطالعه، در نهایت این داده ها به عنوان ورودی به مدل بارش رواناب داده شدند و مقدار رواناب حداکثر سالانه در دوره آتی شبیه سازی شد و به تحلیل نتایج پرداخته شد. نتایج حاکی از افزایش دمای متوسط سالانه به اندازه 4/0 تا 1 درجه سانتیگراد، تغییر بارش متوسط سالانه حوضه به اندازه 4- تا 14 درصد و تغییر دبی های حداکثر سالانه در دوره بازگشت های مختلف در دوره آتی (2030-2011) نسبت به دوره پایه (2011-1981) به اندازه 46- تا 19 درصد است.

با افزایش جمعیت، کشاورزی و صنعت، تقاضا برای آب به تدریج در سراسر جهان افزایش یافته است. در حال حاضر، محصولات کشاورزی توسط شدت خشکسالی در اثر تغییرات آب و هوایی که به کمبود آب کمک می کند، آسیب دیده اند. خشکسالی اغلب با کمبود بارش از مقدار نرمال بوجود می آید و کشاورزی اولین بخش است که به علت وابستگی آن به منابع آب و حفظ رطوبت خاک در طی هفته های رشد گیاه تحت تاثیر خشکسالی قرار می گیرد. از آنجائی که بررسی خشکسالی کشاورزی بدون بررسی تغییرات تبخیر و تعرق و رطوبت خاک میسر نیست، لذا در این تحقیق، شبیه سازی تبخیر و تعرق و رطوبت موجود در خاک مزارع آبی و دیم دشت نیشابور به منظور ارزیابی خشکسالی کشاورزی دوره پایه و آتی به کمک مدل swap و الگوریتم بیلان انرژی سطح برای زمین(سبال) انجام شد. برای این هدف ابتدا مدل swap برای مزارع آبی و دیم با داده های اندازه گیری شده رطوبت سال زراعی 2009-2008 و داده های 2014-2013 واسنجی و صحت سنجی شد. برای ارزیابی الگوریتم سبال در سال های دارای داده اندازه گیری از مدل swap واسنجی استفاده شد. ضرایب تعیین 67/0 تا 91/0 بین الگوریتم سبال با مدلswap و روش های محاسباتی نشان داد که الگوریتم سبال قابلیت بالایی در تخمین تبخیر و تعرق دارد. تعیین تبخیر و تعرق واقعی با الگوریتم سبال و 70 تصویر سنجنده مودیس بین سال های 2000 تا 2014 انجام شد. همبستگی مدل swap با الگوریتم سبال در سال های فاقد داده اندازه گیری رطوبت با شاخص rmse برابر 47/1، 75/0 و 41/1 برای روزهای 135، 190 و 228 ژولیوسی، صحت رطوبت و تبخیر و تعرق حاصل از مدل swap را به تایید رساند. نتایج حاصل از مقایسه تبخیر وتعرق و شاخص پوشش گیاهیndvi نیز مشخص کرد پوشش گیاهی و تبخیر و تعرق با داشتن ضریب تعبین (908/0 (r2= همبستگی خوبی باهم دارند. در مرحله بعد، رطوبت و تبخیر و تعرق بوسیله مدل swap برای دوره پایه (2011-1992) در مزارع آبی و دیم شبیه سازی شد. با استفاده از رطوبت و تبخیر و تعرق هفته ای، شاخص کمبودرطوبت خاک و شاخص کمبود تبخیر و تعرق برای دوره پایه تعیین شد. به منظور تولید سناریوهای روزانه پارامترهای هواشناسی دوره های آتی با استفاده از داده های مشاهداتی(2011-1992) و مدل lars-wg، پارامترهای دما، بارش و تشعشع و بکمک روش فاکتور تغییر، پارامترهای رطوبت نسبی و باد ریزمقیاس شدند. سناریوهای روزانه هواشناسی دوره های آتی در مزارع آبی به کمک مدل هایhadcm3، echoam و cgcm3t47 و سناریوهای انتشار a2، b1 و a1b و در مزارع گندم دیم به کمک مدل hadcm3 و سناریوهای انتشار a2 و b1 تولید شدند. در دوره های آتی نسبت به دوره پایه، دما و رطوبت نسبی سالیانه به ترتیب افزایش و کاهش خواهد یافت. بارش سالیانه نیز در دوره آتی 2039-2020 و 2099-2080 نسبت به دوره پایه به ترتیب افزایش و کاهش می یابد. با استفاده از سناریوهای روزانه تغییراقلیم هواشناسی و داده های زراعی و آبیاری دوره پایه و به کمک مدلswap، رطوبت موجود در خاک و تبخیر و تعرق برای دوره آتی شبیه سازی گردید. در مزارع منتخب آبی دشت نیشابور به کمک رطوبت موجود در خاک عمق30 و 60 سانتی متر، شاخص کمبود رطوبت خاک و به کمک تبخیر و تعرق واقعی ومرجع، شاخص کمبود تبخیر وتعرق برای دوره آینده تخمین زده شد. در مزارع گندم دیم به کمک رطوبت موجود در عمق30 سانتی متر، شاخص کمبود رطوبت خاک در رطوبت30 سانتی متری خاک تعیین گردید و با شاخص های کمبود تبخیر وتعرق و بارش استاندارد شده مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج نشان داد رطوبت اعماق 30 و 60 سانتی متر مزارع گندم فاروب و سلیمانی و جو در دوره های آتی نسبت به دوره پایه افزایش و در مزرعه ذرت کاهش خواهد یافت. تبخیر و تعرق همه مزارع آبی نیز در دوره های آتی نسبت به دوره پایه افزایش می یابد. میانگین شاخص کمبود رطوبت خاک عمق 30 و 60 سانتی متر در مزارع ذرت، گندم سلیمانی و جو تنش آبی را در دوره پایه و آتی تخمین می زند. میانگین شاخص کمبود تبخیر وتعرق نیز وجود خشکسالی را در مزارع گندم و جو در دوره پایه پایش و برای دوره آتی برآورد می-کند. همچنین تغییرات شاخص های کمبود رطوبت خاک در اعماق 30 و 60 سانتی متر مزرعه گندم سلیمانی و شاخص کمبود تبخیر وتعرق مزرعه ذرت در طی بیشتر هفته های پس از رشد، وجود تنش خشکی ناشی از کمبود رطوبت و نیازآبی گیاهان را نشان داد. سناریوهای انتشار a1b و a2 در دوره آتی2090 (2099-2080) نسبت به دوره پایه و دوره آتی2030(2039-2020)، مقادیر میانگین کمبود رطوبت خاک منفی و کمبود رطوبت خاک را مشخص می نمایند. نتایج مربوط به گندم دیم نیز حاکی از آن دارد که میانگین رطوبت عمق 30 سانتی متر و تبخیر و تعرق مزارع گندم دیم نیز در دوره های آتی نسبت به دوره پایه اندکی افزایش خواهد یافت. مقادیر کمبود رطوبت خاک در عمق30 سانتی متر و بارش استاندارد شده وجود خشکسالی را در مزارع گندم دیم برآورد می کند. شاخص کمبود رطوبت خاک درتمام هفته ها و شاخص کمبود تبخیر وتعرق در بیشتر هفته های پس از رشد گندم دیم در سطح پایین تر از صفر قرار گرفت. مقایسه شاخص هایsmdi-30 (کمبود رطوبت خاک در عمق -30سانتی متر) و کمبود تبخیر وتعرق با شاخص بارش استاندارد شده، همبستگی r2) برابر 59/0 تا 86/0) شاخص خشکسالی کشاورزی کمبود رطوبت خاک را با شاخص خشکسالی هواشناسی بارش استاندارد شده را نشان می-دهد. نتایج این تحقیق تنش خشکی را در بیشتر هفته های پس از رشد مزارع آبی و خشکسالی نسبتاً شدید را برای مزارع دیم برآورد می کند. همچنین هفته هایی در طول رشد که گیاه در دوره های آتی 2030 و 2090 دچار تنش آبی خواهد شد را مشخص می کند که با مدیریت صحیح آب آبیاری می توان از صدمه های ناشی از کاهش عملکرد محصول جلوگیری نمود.