Modeling analysis of 21st century climate change projections and their impacts on the hydrology of the Karaj-Jajrood basin, Iran
| dc.contributor.corporatename | Kassel, Universität Kassel, Fachbereich Bauingenieur- und Umweltingenieurwesen | |
| dc.contributor.referee | Koch, Manfred (Prof. Dr.) | |
| dc.date.accessioned | 2024-01-02T13:24:30Z | |
| dc.date.available | 2024-01-02T13:24:30Z | |
| dc.date.issued | 2023-12 | |
| dc.identifier | doi:10.17170/kobra-202312299302 | |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/123456789/15334 | |
| dc.language.iso | eng | |
| dc.rights | Namensnennung - Nicht-kommerziell - Weitergabe unter gleichen Bedingungen 4.0 International | * |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/ | * |
| dc.subject.ddc | 500 | |
| dc.subject.ddc | 600 | |
| dc.subject.swd | Iran | ger |
| dc.subject.swd | Klimaänderung | ger |
| dc.subject.swd | Hydrologie | ger |
| dc.subject.swd | Temperatur | ger |
| dc.subject.swd | Niederschlag | ger |
| dc.subject.swd | Dürre | ger |
| dc.title | Modeling analysis of 21st century climate change projections and their impacts on the hydrology of the Karaj-Jajrood basin, Iran | eng |
| dc.type | Dissertation | |
| dc.type.version | publishedVersion | |
| dcterms.abstract | Two main rivers, Karaj and Jajrood which provide metropolitan Tehrans’ water, flow in Alborz and Tehran province, respectively. In the last decades, the impact of climate change on temperature and precipitation is tangible in these two provinces. For the Karaj-Jajrood basin, during the period 2003-2012, the minimum temperature increased by 1°C, the maximum temperature by 0.6°C and precipitation decreased by -7%, relative to the average of 1972-2012. To assess climate change impacts in the region, the Statistical Downscaling Model (SDSM) is used to downscale projected temperature – and precipitation- predictors of the CanESM2 Global Circulation Model (GCM) under RCP2.6, RCP4.5 and RCP8.5 scenarios. Mann-Kendall trend tests on projected temperature indicate an upward trend for Tmin and Tmax by the end of the 21st century under RCP4.5 and RCP8.5. More specifically, Tmin and Tmax each will increase by 2°C, 3°C and 5°C under RCP2.6, RCP4.5 and RCP8.5, respectively, relative to the historical period. The MK test shows a downward trend in precipitation over the whole period (1972-2100). The annual average precipitation will be decreased by ~ -29% in future under all RCPs. Monthly analyses indicate that precipitation will decrease the most (by -75- -80%) in future summer months (June, July, August) under all RCPs, and the least (-6%) in October and November under RCP2.6 and RCP4.5 and by -14% under RCP8.5. For the winter months, the rainfall will drop by around -35% under all RCPs. Tehran province has faced droughts repeatedly in the last decades. Identifying vulnerable areas is an essential prerequisite to mitigate future drought damage costs in an affected region. For this purpose, the future occurrence, and characteristics of droughts across the 21st century are surveyed over the Jajrood basin. The projected precipitation under RCP2.6 and RCP8.5 is then employed to compute the 12- month-scale Standardized Precipitation Index (SPI), in the Jajrood basin from which four drought characteristics, i.e., frequency, duration, magnitude and severity are extracted. The results reveal no significant changes in the number of droughts in the three 30-year future periods, though drought durations will increase across the 21st century under both RCPs. In addition, the most severe droughts will occur in the near future (2013-2042) under RCP8.5. To be more precise, in this period the middle part of the basin will confront longer droughts with greater magnitudes under both RCPs. In the middle future (2043-2072) both drought magnitude and severity will decrease under both RCPs. However, drought magnitude and severity will rise again in the far future (2073-2100). One unanticipated finding is that the drought magnitudes in the middle and far future periods are larger under RCP 2.6 than under RCP8.5, due to the fact that the latter scenario predicts more future rainfall than the former. | eng |
| dcterms.abstract | Die beiden wichtigen Flüsse, Karaj und Jajrood, die das Wasser des Großraums Teheran beliefern, fließen in der Provinz Alborz bzw. Teheran. In den letzten Jahrzehnten haben sich die Auswirkungen des Klimawandels auf Temperatur und Niederschlag in diesen beiden Provinzen deutlich bemerkbar gemacht. Im Einzugsgebiet von Karaj-Jajrood stieg die Mindesttemperatur im Zeitraum 2003-2012 um 1 °C, die Höchsttemperatur um 0,6 °C, und die Niederschläge gingen im Vergleich zum Durchschnitt des Zeitraums 1972-2012 um -7 % zurück. Um die Auswirkungen des Klimawandels zu bewerten, wird das Statistical Downscaling Model (SDSM) für Temperatur- und Niederschlagsprognosen des CanESM2 Global Circulation Model (GCM) unter den Szenarien RCP2.6, RCP4.5 und RCP8.5 verwendet. Mann-Kendall-Trendtests für die prognostizierte Temperatur zeigen einen Aufwärtstrend für Tmin und Tmax bis zum Ende des 21. Jahrhunderts unter RCP4.5 und RCP8.5, wobei die beiden Variablen unter RCP2.6, RCP4.5 und RCP8.5 respektive s um 2°C, 3°C und 5°C im Vergleich zum historischen Zeitraum ansteigen. Der MK-Test zeigte einen Abwärtstrend des Niederschlages über den gesamten Zeitraum (1972-2100), wobei dieser in Zukunft unter allen RCPs um ~ -29% abnehmen wird. Monatliche Analysen zeigen, dass die Niederschläge in den künftigen Sommermonaten (Juni, Juli, August) unter allen RCPs am stärksten (um -75- -80%) und im Oktober und November unter RCP2.6 und RCP4.5 am wenigsten (-6%) und unter RCP8.5 um -14% abnehmen werden. In den Wintermonaten werden die Niederschläge unter allen RCPs um etwa -35 % zurückgehen. Die Provinz Teheran war in den letzten Jahrzehnten wiederholt von Dürren betroffen. Die zukünftige Identifizierung letzterer ist daher wichtig für die Minderung von Dürreschäden dort. Zu diesem Zweck werden zukünftiges Auftreten und die Merkmale von Dürren im 21. Jahrhundert im Jajrood-Becken untersucht. Dazu wird der prognostizierte Niederschlag unter RCP2.6 und RCP8.5 zur Berechnung des 12-monatigen Standardized Precipitation Index (SPI) verwendet, aus dem vier Dürrecharakteristika, Häufigkeit, Dauer, Ausmaß und Schwere, extrahiert werden. Die Ergebnisse zeigen, dass sich die Anzahl der Dürren in den drei 30-Jahres-Perioden nicht signifikant, aber die Dauer der Dürren im 21. Jahrhundert unter beiden RCPs erhöhen wird. Die schwersten Dürren werden in der nahen Zukunft (2013-2042) unter RCP8.5 auftreten, wobei der mittlere Teil des Beckens dann unter beiden RCPs mit längeren und stärkeren Dürren konfrontiert sein wird. In der mittleren Zukunft (2043-2072) werden Ausmaß und Schwere der Dürre unter beiden RCPs sinken, diese werden jedoch in der fernen Zukunft (2073-2100) wieder zunehmen. Ein unerwarteter Befund ist, dass die Ausmaße der Dürre in mittlere und ferner Zukunft unter RCP 2.6 größer als unter RCP 8.5 werden, was darauf zurückzuführen ist, dass das letztere Szenario mehr zukünftige Niederschläge vorhersagt als das erstere. | ger |
| dcterms.accessRights | open access | |
| dcterms.creator | Mirdar Soltani, Shiva | |
| dcterms.dateAccepted | 2023-11-03 | |
| dcterms.extent | X, 128 Seiten | |
| kup.iskup | false | |
| ubks.epflicht | true |