کتاب هندبوک تغییر اقلیم و مدیریت منابع آب

عنوان کتاب: هندبوک تغییر اقلیم و مدیریت منابع آب

نویسنده: سید محمد مهدی نور بخش

کتاب هندبوک تغییر اقلیم و مدیریت منابع آب نوشته سید محمد مهدی نوربخش است. با پیشرفت زمان و در معرض خطر قرار گرفتن منابع آب زمین در شروع استفاده از تکنولوژی ماشینی نابودی محیط زیست افزایش یافته است و آمار و ارقام ذخایری که نابود می‌شود افزایش یافته است. در این مسیر وظیفه کشور‌ها است که تا حد توانایی و دانش و تجربه خود بتوانند منابع و ذخایر آب را مدیریت کنند.

خلاصه ای از کتاب:

مقدمهی آقای وُرساک کانوک-نوکولاچی ١
جهان ما مرتباً در حال تغییر بوده و روز به روز پیچیدهتر
میشود. محیط دینامیک امروز ما، براي غلبه بر چالشهاي فردا،
نیاز به راهحلهاي مبتکرانه و بهنگام دارد و هستهي روبرویی با
این چالشها، توجه به توسعهي پایدار است. همانطورکه
یونسکو اشاره دارد: توسعهي پایدار هر تعریفی که داشته باشد،
باید بر اساس یک درك صحیح از محیطزیست باشد، براي
نمونه محیطی که در آن، دانش منابع آب، عملاً مبناي تمامی
تلاشهاي بشري باشد. در سالهاي اخیر شواهد متقاعد کنندهاي وجود داشته است که نشان میدهد رخداد
تغییر اقلیم و ادامهي آن به گونهاي است که سؤالات جدي در خصوص پایداري منابع آب ایجاد میکند.
در نتیجه تمایل شدیدي از سوي ذینفعان نگران براي ایجاد درك بهتر در خصوص الف) ارتباط میان تغییر
اقلیم و منابع آب، ب) روشهاي شناسایی و توصیف تغییرات اقلیم، ج) ارزیابی اثرات و آسیبپذیري، د)
ارزیابی استراتژيهاي سازگاري، و ه) کمّیسازي عدم قطعیتها. از آنجایی که آب یکی از نیازهاي اساسی
انسان بوده و رتبهي بالایی در مباحث روز سیاسی جهانی و منطقهاي دارد، انتظار میرود تمرکز تحقیقات
روي تغییر اقلیم و آب، در سالهاي آینده تشدید شود.
سازمانی منطقهاي و پیشرو براي تحصیلات عالی در زمینهي ،(AIT) مؤسسه ي آسیایی تکنولوژي
تکنولوژي و مدیریت است که مأموریتش، ترویج انجام تحقیقات در مورد توسعهي پایدار است. در طول
همگام با نیازهاي در حال تغییر منطقهاي و فرامنطقهاي، سرعت ،AIT سالها، آموزش و تحقیقات آب در
گرفته و به صورت پویایی از “مهندسی محور بودن” به “توسعهي پایدار محور بودن” تکامل یافته است.
در این فرآیند، سازمان به منظور توصیف ظرفیتها و نیازهاي تحقیقاتی کلیدي مربوط به بخش آب و
همچنین موضوعات میان بخشی در منطقه، بسیار مؤثر عمل کرده است. این کتاب جدیدترین نتیجهي
مشارکتها و کوششهاي صورت گرفته به منظور تفسیر و انتشار یک مجموعهي علمی منسجم، در زمینهي
تغییر اقلیم و منابع آب براي طیف گستردهاي از مخاطبان، میباشد.
1 Worsak Kanok-Nukulchai
مقدمهي آقاي وُرساك کانوك-نوکولاچی (ج)
سردبیران این کتاب، مجموعهاي از متخصصین سرشناس بینالمللی در زمینهي تغییر اقلیم و منابع آب
هستند و تیمهاي ارزشمندي از دانشمندان و متخصصان آب را به عنوان مشارکتکننده، گرد هم آوردهاند.
یکی از ویژگیهاي منحصر به فرد این کتاب، گستردگی موضوعات پوشش داده شده میباشد که شامل:
مبانی اقلیم و تغییرپذیري/تغییرات آن، شناسایی و توصیف این تغییرات، آسیبپذیري، تأثیرات، سازگاري،
اقتصاد تغییر اقلیم، ابزارهاي مدیریت ریسکها، عدم قطعیتها، و آنالیز و مروري کامل از مذاکرات
بینالمللی در خصوص تغییر اقلیم و آب میباشد. این کتاب یک مرکز دانش مرجع است که میتواند
نیازهاي دانشجویان، محققین، متخصصان، و سیاستگذاران را برطرف کند.
تغییر اقلیم اکنون یک پدیدهي جهانی است، و اثراتش روي منابع آب، همواره با عدم قطعیت همراه
بوده است. این عدم قطعیت تنها زمانی میتواند کاسته شود که درك ما از این فرآیند پیچیده، بهبود پیدا
کند. امیدوارم این کتاب اطلاعات مناسبی را در خصوص ارتباط میان آب و اقلیم براي خوانندگانش فراهم
آورد و آنها را به سمت کشف مسیرهاي جدید تحقیق به منظور بهبود نقاط ضعف رویکردهاي موجود و
ورود به قلمروهاي جدید رهنمون سازد.
وُرساك کانوك-نوکولاچی، دکتراي دانشگاه کالیفرنیا، برکلی
پاتامتانی، تایلند ١ (AIT) رئیس مؤسسه ي آسیایی فناوري
1 Asian Institute of Technology (AIT), Pathumthani, Thailand
(چ)
مقدمهی مترجم
کتابی که پیش روي شما قرار دارد، چکیدهاي است از آنچه که در دنیاي امروز در خصوص موضوع
تغییر اقلیم و برنامهریزي براي مواجهه و یا سازگاري با آن در حال انجام است. در این کتاب که به صورت
خاص به موضوع اثرات تغییر اقلیم در بخش آب پرداخته شده است و تلاشهاي صورت گرفته در سرتاسر
جهان براي سازگاري و کاهش اثرات این پدیده به صورت طبقهبندي شده بیان گردیده است. در عین حال
این کتاب تنها دریچهاي است براي ورود به دانش تغییر اقلیم و مدیریت آب و خوانندگان را تنها با بدنهي
این علم آشنا میسازد. به عبارت دیگر این کتاب سعی دارد تصویري بزرگ از جنبههاي مختلف دانش
تغییر اقلیم و چگونگی پرداختن به آن ارائه دهد تا خوانندگان متناسب با نیاز خود، با روشها و تجربیات
عملی در سایر کشورها آشنا شوند.
فصل اوّل و دوم این کتاب، مروري است بر مبانی علمی اقلیمشناسی شامل مؤلفههاي سیستم اقلیمی،
تعادل انرژي در جهان، چرخهي هیدرولوژي و محرّكهاي طبیعی و انسانساز اقلیم که درك آنها در فهم
صحیح فصلهاي بعدي این کتاب ضروري میباشد. فصل سوم، به موضوع تشخیص رخداد پدیدهي تغییر
اقلیم و چگونگی توصیف آن پرداخته است. در عین حال در مطالعات تغییر اقلیم همواره عدم قطعیتهاي
فراوانی وجود داشته است، که فصل چهارم این عدم قطعیتها را با جزئیات تشریح نموده است. فصل
پنجم به عنوان یکی از بخشهاي کلیدي این کتاب، موضوع اثرات تغییر اقلیم را روي منابع آب و بخشهاي
مختلف مصرفی، با ارائهي مطالعات موردي، توضیح داده است. تسرّي اثرات تغییر اقلیم به بخش اقتصاد
و کمّی نمودن این اثرات در قالب پیامدهاي پولی و مالی، موضوع فصل ششم این کتاب است.

ارزیابی
آسیبپذیري بخش آب در برابر تغییر اقلیم، از دیگر فصلهاي مهم کتاب محسوب میشود که مبناي
بسیاري از تصمیمگیريها و وضع سیاستها و استراتژيهاي سازگاري قرار میگیرد. نتیجهي تمامی
مطالعات و تحقیقات که در فصلهاي قبلی کتاب ارائه شده است، نهایتاً باید منجر به ایجاد سازگاري گردد؛
لذا موضوع سازگاري با تغییر اقلیم، در فصل هشتم کتاب و به عنوان یکی از موضوعات مهم و حیاتی ارائه
شده است. در ادامه همانطورکه در فصل چهارم گفته شد، عدم قطعیتهاي فراوانی در پیشبینی و مطالعات
تغییر اقلیم وجود دارد که باید به آنها پرداخته شود. فصل نهم این کتاب، سعی در ارائهي یک جمعبندي
جامع و فراگیر، در خصوص ابزارهاي مدیریت ریسک تغییر اقلیم دارد. در این فصل نتیجهي بررسی 137
ابزار مختصّ برنامهریزي تغییر اقلیم و مدیریت عدم قطعیت، ارائه گردیده است.
مقدمهي مترجم (ح)
در ترجمهي ارائه شده همواره سعی گردیده است حداکثر رعایت امانت صورت پذیرد و از تفسیر
مطالب خودداري شود؛ هر چند ترجمهي مفهومی در خصوص کتب عمومی رویهاي متداول و تأیید شده
میباشد، امّا با توجّه به تخصّصی بودن موضوع ارائه شده در این کتاب، هر یک از اصطلاحات داراي معانی
خاصّی میباشند که مترجم مجاز به استفاده از کلمات مشابه نمیباشد (براي مثال تفاوت میان کلمات
به علاوه در بسیاري از موارد، کلمات معادل براي اصطلاحات تخصّصی وجود .(projection و prediction
ندارد که کار ترجمه را با مشکل مواجه میسازد. لذا براي کاستن از این مشکلات، سعی شده است معادل
انگلیسی کلمات ترجمه شده در متن در زیرنویس ذکر شود. همچنین توضیحات تکمیلی مترجم، در داخل
کروشه آورده شده است.
کلام آخر اینکه آنچه در سالهاي اخیر در خصوص وضعیت اقلیمی در کشور رخ داده است، پدیدهاي
است شناخته شده با مبانی علمی متقن که شواهد حاکی از پایداري این روند و یا حتّی تشدید آن در
دهههاي آتی است. بنابراین همانگونه که سایر کشورهاي دنیا رویکرد سازگاري با این تغییرات را به صورت
جدي دنبال مینمایند، ما نیز میبایست ضمن پرهیز از مجادلات مدیریتی و بیهودهي سیاسی تمام توان و
دانش خود را براي بهره گرفتن از این تجربیات به کار ببندیم. با ترجمهي کتاب حاضر تنها سعی شده
است حجم فعالیت و تلاشی را که در سایر کشورهاي دنیا و نه فقط کشورهاي توسعه یافته در حال انجام
است، به مدیران و کارشناسان بخش آب نشان داده شود.

این موضوع را میتوان با نگاهی اجمالی به
فهرست منابع و مراجع، فهرست ابزارهاي مدیریت سازگاري با اقلیم، اقدامات و سرمایهگذاريهاي
کشورهاي در حال توسعه، و تعدّد سازمانها و نهادهاي خاصّ این موضوع دریافت. اجتناب از رویکردهاي
سنّتی و مبتنی بر برداشتهاي فردي و لزوم تکیه و استفاده از بدنهي دانش ایجاد شده در سطح دنیا، در
قالب یک فعّالیت شدید و متمرکز، براي جبران عقب افتادگیها، از جمله اهداف ترجمهي این کتاب بوده
است. مسلّماً علیرغم صرف زمان زیاد و جستجو در منابع مختلف، به دلیل عدم اشراف مترجم به تمامی
جوانب موضوع، نقصهایی در این ترجمه وجود دارد که اعلام آنها به منظور تصحیح در چاپهاي بعدي،
موجب امتنان خواهد بود.
سید محمد مهدي نوربخش
خرداد 1397

پیشگفتار

تغییر اقلیم یکی از مهمترین رخدادهاي قابل ملاحظه در قرن بیست و یکم است و توجهات زیادي را
در زمان حاضر به خود اختصاص داده است. این پدیده تمامی جنبههاي زندگی از کشاورزي، امنیت غذایی،
و انرژي گرفته تا بلایاي ناشی از آب را تحت تأثیر قرار داده است. مطالعات صورت گرفته، تغییر اقلیم و
مدیریت مناسب آب در شرایط تغییرات اقلیمی را به عنوان یکی از موضوعات مهم و به شدت چالش
برانگیر معرفی نمودهاند. در نتیجه، مطالعات علمی در حال رشدي در سراسر جهان، براي درك بهتر این
قلمرو و بکارگیري نتایج به دست آمده براي بهرهمندي بیشتر در این مسابقهي انسانی، انجام پذیرفته و
میپذیرد.
دانش تغییرپذیري اقلیم و تغییرات آن میتواند براي مدیریت منابع آب در بخش کشاورزي، تأمین آب
صنعتی و شهري، تولید انرژي برقآبی، راهبري تأسیسات، و بازچرخانی و نگهداري اکوسیستمها ارزشمند
باشد. پیشبینی تغییرات اقلیمی قریبالوقوع و یا شناسایی حالت سیستم اقلیم جهانی و پیامدهاي آن،
میتواند به مدیران براي توسعهي استراتژيهاي سازگاري، اجراي سیاستهاي تعدیل، و تعیین
استراتژيهاي سرمایهگذاري در زیرساختها و منابع اطلاعاتی براي مدیریت منابع آب، کمک کند.
محققان مختلفی در ارتباط با تغییر اقلیم و منابع آب فعالیت کردهاند و گزارشات مختلفی را ارائه داده
یا در مجلات مختلف منتشر نمودهاند. در عین حال، این اطلاعات پراکنده است و انجام یک مطالعهي
جامع براي دانشمندان و مهندسین شاغل در بخش منابع آب، با دشواري همراه بوده و غیر عملی میباشد.
بنابراین مرجعی مورد نیاز خواهد بود تا مروري کلّی در زمینهي تغییرپذیري اقلیم، تغییر اقلیم، و ارتباط
آنها با منابع آب فراهم کند و منابع لازم را براي اطلاع از جزئیات هر مبحث در اختیار ما قرار دهد. براي
رفع این نیاز، ما در این کتاب تئوريها و اصول تغییر اقلیم و ارتباطش را با مدیریت منابع آب، تجزیه و
تحلیل نمودهایم.
این کتاب ترکیبی است از تئوريهاي اثبات شده و اصول و مقالات تحقیقاتی که شامل طیف گستردهاي
از دانش تغییر اقلیم، اثرات آن روي بخش آب، و استراتژيهاي سازگاري و تعدیل میشود. هدف اصلی
این کتاب، مشارکت در توسعهي دانش پایه در زمینهي تغییر اقلیم و آب میباشد. فصول این کتاب، با
مشارکت، مرور و بازنگري متخصصین سرشناس در زمینهي تغییر اقلیم و منابع آب، تهیه و تدوین گردیده
است. هر فصل در ابتدا به تحلیل موضوع مورد نظر میپردازد و سپس با مثالهاي مناسب، پشتیبانی
پیشگفتار (د)
میگردد. مباحث ارائه شده در قالب این کتاب تنها زمینهي تئوري نداشته و مطالعات موردي عینی نیز در
متن آورده شده است.
با توجه به گسترهي وسیعی که در فصول مختلف به آنها پرداخته شده است، این کتاب براي طیفهاي
مختلفی از خوانندگان که به صورت مستقیم یا غیرمستقیم با تغییر اقلیم و آب درگیر هستند، مفید واقع
شود. لذا انتظار میرود این کتاب نیازهاي بخش زیادي از خوانندگان را برطرف کند. دانشجویان در حال
تحصیل و فارغالتحصیلان، دانشمندان و کسانی که در مؤسسات تحقیقاتی فعالیت میکنند، مهندسین طراح
و آژانسهاي اجرایی، و برنامهریزان، و همچنین دولتمردان مختلف میتوانند از این کتاب براي مشارکت
بهتر در جامعه بهره بگیرند.
سانگام شِرِستا
موکاند اس. بابِل
ویشنو پراساد پاندي
(ذ)
تقدیر و تشکر
مستندات این کتاب حاصل یادداشتهاي فراهم شده براي دورهاي در زمینهي تغییر اقلیم و منابع آب بوده
و در قالب یک برنامهي تحصیلات تکمیلی راهبري (AIT) است که توسط مؤسسهي آسیایی فناوري
گردیده است. شخصیتهاي مختلفی در آمادهسازي این کتاب مشارکت داشتهاند. ما صمیمانهترین
قدردانیهاي خود را از این افراد به عمل آورده ولی به دلیل محدودیت محتوي، امکان ذکر اسامی تمامی
آنها وجود نداشته است. در ضمن کمال تشکر را از تمامی نویسندگان مشارکت کننده در تهیه فصول این
کتاب، و همچنین کسانی که علیرغم تمامی مشغلههایشان به صورت ثابت و مکرّر از این کار پشتیبانی
کردهاند، مینماییم.
ما خصوصاً مراتب قدردانی خود را از اوتساو باتاراي ١، که در تهیه اطلاعات و دادههاي مورد نیاز براي
آماده کردن پروپوزال این کتاب کمک فراوانی نمود، اعلام میکنیم. همچنین لازم است از زحمات
خستگیناپذیر آقاي سمریتی مالا ٢ در ایجاد ارتباط میان نویسندگان و ترجمه و قالببندي فصول تشکر
کنیم.
انگیزه و ایدهي انتشار این کتاب، از سوي دانشجویان دورهي فوقالذکر ایجاد گردید که فقدان چنین کتابی
که WEM را در ضمن برگزاري دوره یادآور شدند. بنابراین لازم است از تمامی این دانشجویان و کارکنان
تمامی حمایت و تشویقاتشان را براي به سرانجام رساندن این تلاش به کار گرفتند، تشکر کنیم.
1 Utsav Bhattarai
2 Smriti Malla
(ر)
دربارهی ویراستاران و مترجم
دکتر سانگام شِرِستا عنوان معاون دانشکده مهندسی و فناوري و استادیار مهندسی و مدیریت آب مؤسسهي
در تایلند است. وي همچنین یکی از اعضاي هیات علمی دانشگاه یامانشی، ژاپن ،(AIT) فناوري آسیا
در ژاپن میباشد. ،(IGES) است و همکار پژوهشی مؤسسهي استراتژي هاي محیط زیستی جهانی
زمینههاي تحقیقاتی مورد علاقهي ایشان در زمینهي هیدرولوژي و منابع آب، شامل ارزیابی اثرات تغییر
اقلیم و سازگاري در بخش آب، ارزیابی ردّ پاي آب، و ارزیابی و مدیریت آب زیرزمینی میباشد.
GCOE دکتر شرستا پس از اخذ مدرك دکتراي خود، تحقیقاتش را با همکاري در پروژهي مؤسسهي
در دانشگاه یامانشی ژاپن تا سال 2007 ادامه داد، جایی که وي در تحقیقات توسعه و کاربردي نمودن یک
مدل چرخهي مواد و آب زیرزمینی مربوط به درّهي کاتماندو مشارکت داشت.

سپس وي به عنوان یک
مشغول به کار شد، جایی که وي به طور فعّال در کارهاي پژوهشی و IGES محقّق سیاستگذاري در
تبلیغاتی مربوط به سازگاري آب و تغییرات اقلیمی و مدیریت آبهاي زیرزمینی در شهرهاي آسیایی
مشغول به فعالیت بود. دکتر شرستا بیش از 20 مقاله در مجلاّت بینالمللی و معتبر منتشر نموده و بیش از
30 مقاله در کنفرانسهاي مختلف ارائه کرده است که از مباحث مربوط به مدلسازي هیدرولوژیکی گرفته
تا موضوعات سازگاري با تغییر اقلیم را شامل میشود. او اخیرا مقالهاي تحت عنوان “چشم انداز آب
زیرزمینی درّه کاتماندو” را منتشر کرده است که شامل یافتههاي تحقیقات علمی و همچنین نظرات مقامات
و متخصّصین مربوط در زمینه آبهاي زیرزمینی در دره کاتمندوي نپال است.
تدریس در سطوح تحصیلات تکمیلی و کارشناسی، نظارت بر AIT مسئولیت هاي فعلی ایشان در
تحقیق دانشجویان تحصیلات تکمیلی، و ارائه خدمات مشاورهاي در ارتباط با مسائل مربوط به آب به
دولت و سازمانهاي حامی و مؤسسات تحقیقاتی میباشد. وي پروژههاي گوناگونی در رابطه با مدیریت
منابع آب، اثرات تغییرات اقلیم، و سازگاري را انجام داده و جوایزي براي انجام پروژه را از چندین سازمان
براي تحقیقات تحقیات جهانی، آژانس توسعه بین (APN) بینالمللی همانند: شبکهي آسیا – اقیانوس آرام
،(IFS) بنیاد بینالمللی علوم ،(FAO) سازمان غذا و کشاورزي ،(EU) اتحادیه اروپا ،(CIDA) المللی کانادا
،(UNEP) و برنامه محیطزیست سازمان ملل متّحد (IGES) مؤسسه استراتژيهاي محیطزیست جهانی
دریافت کرده است.
دربارهي سردبیران و مترجم (ز)
(ذ)
،(AIT) دکتر موکاند اس. بابِل استاد و هماهنگ کنندهي مهندسی و مدیریت آب در مؤسسهي فناوري آسیا
در مالزي Teknologi MARA تایلند است. او همچنین استاد مهمان دانشگاه کیوتو در ژاپن، و دانشگاه
که مرکزي منطقهاي AIT را در (AWARE) بوده است. علاوه بر این، وي مرکز مطالعات و تحقیقات آب
براي توسعهي ظرفیت و انجام تحقیق و توسعه در زمینهي مدیریت منابع آب پایدار میباشد، مدیریت می
،UNU-INWEH) کند. او همچنین هماهنگ کنندهي مرکز منطقهاي آموزش آب دانشگاهی سازمان ملل
ارائه می (IWRM) کانادا) است که دیپلم دوره آموزش الکترونیکی را براي مدیریت یکپارچه منابع آب
دهد.
تجربه حرفهاي پروفسور بابِل در طی 30 سال گذشته، در زمینه تدریس، تحقیق و مشاوره عمدتاً در
آسیا بوده است. او متخصّص در مدلسازي هیدرولوژیکی و منابع آب است که در مدیریت یکپارچه منابع
آب به کار گرفته میشود و دورههاي تحصیلات تکمیلی را در موضوعات حوضهي آبریز، مدلسازي
هیدرولوژیکی و منابع آب، مدیریت یکپارچه منابع آب ، تأمین آب شرب و بهداشت، و سیلاب و
خشکسالی آموزش میدهد. ایشان بیش از 250 مقالهي بینالمللی در مجلاّت معتبر، فصلهاي کتاب، و
مقالات کنفرانسی منتشر نموده است و تحقیقات متعدد چند ضابطهاي را در زمینهي ارتباطات هیدرولوژي
و منابع آب با موضوعات اقتصادي، محیط زیستی، و جامعه شناختی براي پرداخت به موضوعات متنوع
بخش آب در آسیا، راهبري نموده است. در حال حاضر فعالیتهاي تحقیقاتی وي، اثرات تغییر اقلیم و
سازگاري با آن را در بخش آب شامل میشود.
پروفسور بابِل پروژههاي مختلف ظرفیتسازي، تحقیقاتی و حمایتی را با مشارکت سازمانها
،IGES ،UNU ،UNESCO ،WB ،ADB ،UNEP ،DANIDA وآژانسهاي بینالملی گوناگون همانند
و همچنین مؤسّسات و دانشگاههایی در ژاپن، کرهي جنوبی، اروپا و ایالات متحده GWP و FAO ،APN
براي پشتیبانی از برنامهي ظرفیتسازي در دانشگاه منابع IWRM انجام داده است. وي به عنوان متخصص
براي شش و نیم سال تأمین مالی شده بود، به صورت DANIDA آب ویتنام که از سال 2001 تا 2007 از
برجستهاي فعالیت نمود. دکتر بابل همچنین به عنوان مشاور براي دولتهاي مختلف (هند، تایلند، نپال،
بوتان، اندونزي و غیره) و همچنین بخش خصوصی در آسیا، مشغول به کار بوده است.
(AITM) دکتر ویشنو پراساد پاندي از ژولیه سال 2013 در دانشکدهي مؤسسهي فناوري و مدیریت آسیا
او به عنوان یک محقق پسا دکترا، در مرکز ،AITM در نپال مشغول به فعالیت شده است. قبل از پیوستن به
دربارهي سردبیران و مترجم (س)
در ژاپن فعالیت مینمود. (ICRE-UY) بینالمللی محیطزیست حوضهي آبریز رودخانه – دانشگاه یاماناشی
فلوشیپ دریافت نمود، IAH در آبشار نیاگارا در سال 2012 ، از سوي IAH او براي شرکت در کنگرهي
همچنین براي فعالیت تحقیقاتی در نپال از سوي بنیاد تاکدا ژاپن، حمایت شد ( 2011 تا 2013 )، بعلاوه
که در مونترال برگزار شد، دریافت نمود IWA را براي شرکت در کنگرهي بینالمللی آب IWA فلوشیپ
و همچنین یک فلوشیپ از دانشگاه ملل متّحد در ژاپن براي انجام ارزیابی آسیبپذیري منابع آب شیرین
در حوضهي آبریز رودخانهي باگماتی در نپال، دریافت کرد. دکتر پاندي جایزهي بهترین مقاله را در پنجمین
که در جولاي سال 2010 در سیدنی استرالیا برگزار شد، دریافت IWA کنفرانس دانشمندان جوان آب
نمود.
زمینهي تحقیقاتی مورد علاقهي وي شامل مدلسازي هیدرولوژیکی، ارزیابی و مدیریت منابع آب،
آسیبپذیري تغییر اقلیم و سازگاري با آن، توسعهي آب زیرزمینی و مدیریت آن، آنالیز ردّ پاي آب و آب
در مدیریت منابع آب میباشد. انتشارات اخیر وي شامل چشمانداز آبزیرزمینی GIS مجازي، و کاربرد
درّهي کاتاماندو و مقالات مربوط به اثرات تغییر اقلیم و سازگاري منتشر شده در فرآیندهاي هیدرولوژیک ، ی
تغییرات زیستمحیطی منطقها ، ي و تغییر اقلیم میباشد. وي بیش از 20 مقاله در مجلّات معتبر بینالمللی
چاپ نمود و به صورت مداوم براي چندین ژورنال بینالمللی، کار داوري مقالات را انجام میدهد.
سید محمد مهدي نوربخش که کار ترجمهي این کتاب را انجام داده است،

مدرك کارشناسی ارشد خود
را در رشتهي مهندسی عمران- سازههاي هیدرولیکی از دانشگاه علم و صنعت ایران دریافت نموده و سپس
در مقطع دکترا در رشتهي مهندسی عمران – مهندسی آب دانشکدهي فنی دانشگاه تهران، مشغول به تحصیل
گردیده است. وي به عنوان کارشناس حفاظت و بهرهبرداري از منابع آب، از سال 1383 در وزارت نیرو
فعالیت نموده و در زمینههاي بهرهبرداري از تأسیسات آب و آبفا و برقآبی، ایمنی و پایداري سدها، ارزیابی
و ارتقا بهرهبرداري تأسیسات آب و آبفا، برونسپاري خدمات بهرهبرداري و نگهداري، مدیریت رودخانهها
و سواحل، برنامهریزي براي مدیریت منابع آب، مدیریت خشکسالی، و مدیریت سیلاب فعالیت نموده
است. تألیفات قبلی وي عمدتاً در موضوعات ایمنی و پایداري سدها بوده است و در حال حاضر با توجه
مسئولیت راهبري و نظارت بر بهرهبرداري از تأسیسات آب و آبفا و برقآبی، و شرایط اقلیمی پدیدار شده
در کشور طی سالهاي اخیر، تمرکز خود را روي برنامهریزي مدیریت بهرهبرداري براي سازگاري با تغییر
اقلیم، قرار داده است.

هیدروسفر

منظور از هیدروسفر، مجموع آب موجود در زیر زمین، روي سطح زمین و بالاي آن میباشد.
شیکلومانوف برآورد کرده است که مجموعاً 1386 میلیون کیلومتر مکعب آب در کرهي زمین وجود دارد.
این آب به صورت مایع و یخ زده در قالب آب زیرزمینی، یخچالها، اقیانوسها، دریاچهها و رودخانهها
2 درصد از آبهاي موجود بر روي / 97 درصد از این آبها، شور هستند. تنها 5 / دیده میشود. حدود 5
68 درصد در قالب یخ و پوشش برفی ثابت، در قطب / کرهي زمین شیرین هستند که از این مقدار نیز 7
29 درصد از این آبهاي شیرین نیز در / شمال و جنوب و نواحی کوهستانی غیر قابل دسترس هستند.

90 درصد از کل آبهاي موجود) روي / 0 درصد از کل آبهاي شیرین ( 0065 / دل زمین قرار دارند. تنها 26
سیارهي زمین در داخل دریاچهها و مخازن و سیستمهاي رودخانهاي جریان دارند و سهلالوصولترین
منابع آبی براي اکوسیستمها و نیازهاي اقتصادي- اجتماعی می باشند. کل جرم هیدروسفر زمین، در حدود
18 10 0 درصد جرم کل سیارهي زمین میباشد. در حدود / 1/4 تن برآورد شده است که در حدود 023 ×
12 0 درصد)، در درون اتمسفر قرار دارد. حدوداً 75 درصد از / 20 تن از جرم کل هیدروسفر ( 0014 × 10
سطح زمین (مساحتی در حدود 361 میلیون کیلومتر مربع) را اقیانوسها تشکیل دادهاند. متوسط شوري در
3 درصد). / اقیانوسها در حدود 35 گرم در هر کیلوگرم از آب دریا میباشد ( 5
اقیانوس بخش مهمی از سیستم اقلیمی زمین میباشد. اقیانوسها بر روي میزان انتقال انرژي و مواد که
براي سیستم اقلیم تعیین کننده است، تأثیر به سزایی دارند. در ابتداییترین سطح میتوان گفت این
اقیانوسها بودهاند که اتمسفر را تشکیل دادهاند. در طول میلیونها سال، غلظت گازهاي موجود در اتمسفر،
توسط زندگی جانداران در دریا تعیین شده است. اگر زندگی در روي کرهي زمین و خصوصاً درون دریا
وجود نمیداشت، امروز دنیاي کاملاً متفاوتی را شاهد بودیم. در مقیاسی ریزتر و عمیقتر، میکروبهاي
اقیانوسی، چرخههاي شیمیایی و بیوشیمیایی زمین شامل چرخههاي هیدروژن، کربن، اکسیژن، نیتروژن و
فسفر را به صورت غیر قابل بازگشتی دگرگون کردهاند. اقیانوسها در کنار اتمسفر، دماي کلی زمین و
الگوهاي اقلیمی و آب و هوایی و همچنین مؤلفههاي چرخندها در لایه بایوسفر را تنظیم میکنند. به علاوه
اقیانوسها تقریباً تمامی آب موجود بر روي کرهي زمین را در خود نگه داشته و منبع غذایی بسیار مهمی
محسوب میشوند. زندگی بر روي کرهي زمین از داخل اقیانوسها آغاز شده است و زیستگاه بسیاري از
گونههاي نادر اکوسیستم که منابع مهمی در تنوع گونههاي زیستی هستند، در درون همین اقیانوسها؛ از
صخرههاي مرجانی گرفته تا یخهاي قطبی شناور میباشد.
تغییر اقلیم و مدیریت منابع آب 14
همانند اتمسفر، اقیانوسها نیز یکنواخت و همگن نیستند؛ بلکه داراي ساختاري در لایههاي مجزا و با
ویژگیهاي متفاوت میباشند (شکل ). به دلیل وزن ناشی از لایههاي آب و هوا، فشار درون اقیانوسها،
همزمان با افزایش عمق افزایش پیدا میکند. بر خلاف اتمسفر، فشار در درون دریا به صورت خطی افزایش
پیدا میکند و نه به صورت نمایی؛ زیرا آب یک مایع غیر قابل تراکم فرض میشود و لذا وزن آن به صورت
14/7 (که یک اتمسفر نیز psi مساوي در ستون آب توزیع میگردد. فشار اتمسفري در سطح آب برابر
خوانده میشود) میباشد که به ازاي هر ده پایین رفتن در زیر آب، یک اتمسفر دیگر نیز افزایش مییابد.
این تغییر فشار توسط غواصان به واسطهي فشار دردناك وارد بر گوش که به دلیل اختلاف فشار هواي
موجود در گوش و آب میباشد، به خوبی احساس میشود.
7: لایههاي پنجگانه در اقیانوسها [برگرفته از سرویس آب و هوایی ملی – شکل 1 ١ اقیانوس ، تحت عنوان پروفیل ها؛ به
[ در تاریخ 16 سپتامبر 2013 http://www.srh.noaa.gov آدرس
ناحیه اپیپلاجیک ٢ یا تابش خورشیدي (بیشترین تشعشعات خورشیدي در این ناحیه مشاهده میشود)،
در محدودهي 200 متري از سطح دریا قرار داشته و به دلیل وزش باد و وجود موج، گرم و همگن است.
این ناحیه حدود دو درصد حجم کل آب اقیانوسها را تشکیل میدهد. از عمق حدود 200 متري، محلی
1 National Weather Services
2 Epipelagic
سیستم اقلیم جهانی، تعادل انرژي، و چرخهي هیدرولوژیکی 15
که پوستهي قارهها در زیر آب، شروع به تغییر شیب کرده و با شیب بیشتري در درون آب فرو میروند،
محدودهي مزوپلاجیک ١ یا ناحیه تاریک و روشن ٢ آغاز میگردد. در این محدوده دماي آب با سرعت
زیادي کاهش یافته و به مقدار پنج درجهي سانتیگراد در عمق یک کیلومتري میرسد. این گرادیان دمایی
شدید، که با نام ترموکلاین ٣ یا پرده حرارتی نیز شناخته میشود، مانع از اختلاط عمودي میان لایههاي سرد
و چگالتر عمیق و لایههاي گرم و سبک سطح میشود. در حدود 18 درصد از حجم کل اقیانوسها در
این محدوده قرار دارد. در زیر عمق یک کیلومتري، ناحیهي بتیپلاجیک ٤ یا ناحیهي نیمهشب ٥ قرار دارد
که دماي آن کاملاً یکنواخت و تقریباً برابر 4 درجهي سانتیگراد است. هیچ پرتوي از نور خورشید به این
5880 است. در زیر ناحیهي بتیپلاجیک، psi ناحیه نفوذ پیدا نمیکند و فشار در کف این لایه در حدود
منطقهي ابیسوپلاجیک ٦ یا ناحیهي بیپایان ٧ قرار دارد که انتهاي این محدوده در عمق حدود شش کیلومتري
به کف اقیانوس میرسد و زندگی جانوري بسیار محدودي در این منطقه یافت میشود. در حدود 80
درصد از آب کل اقیانوسها، در محدودهي بیپایان قرار دارد.
عمیقترین نقاط موجود در دریا، درههاي عمیق و طولانی هستند که در محل تلاقی دو صفحهي قارّهاي
قرار دارند؛ محلی که یکی از صفحات زیر دیگري رانده شده است. این ترانشهها یا گودالهاي عمیق
اقیانوسی، مناطق هادال ٨ نام دارند. عمیقترین ناحیهي هادالی که تا کنون شناسایی و اندازهگیري شده است،
گودال ماریاناس ٩ در نزدیکی فیلیپین است که عمق آن به حدود بیش از 10 کیلومتر میرسد. گونههاي
بسیار خاصی از موجودات و گیاهان شامل ماهی، میگو، خیاردرخت و میکروب حتی در این عمق به حیات
خود ادامه میدهند.
-1-2-2-1 چرخههاي اقیانوسی
چرخههاي سطحی اقیانوس، عمدتاً تحت تأثیر باد قرار دارند. در عرضهاي میانی، بادهاي مغربی،
عامل ایجاد جریانهاي مشرقی در اقیانوس هستند، در حالیکه بادهاي تجاري مسئول به وجود آمدن
8). به دلیل وجود قارهها به عنوان یک مانع بازدارنده، – جریانهاي مغربی در نواحی حارهاي هستند (شکل 1
1 Mesopelagic
2 Twilight
3 Thermocline
4 Bathypelagic
5 Midnight zone
6 Abyssopelagic
7 Abyssal
8 Hadal
9 Marianas
تغییر اقلیم و مدیریت منابع آب 16
جریان شکل چرخشی به خود میگیرد. این جریانها؛ تحت عنوان چرخههاي زیرحارهاي نامگذاري
میشوند. این جریانهاي سطحی چرخهاي، در طول مرزهاي غربی اقیانوس (سواحل شرقی قارهها) تشدید
شده و تشکیل جریانات قوي مانند گلف استریم را در نزدیکی سواحل شرقی ایالات متحده و یا جریان
کوروشیو در نزدیکی ژاپن میدهند. در عرضهاي بالاتر نیمکرهي شمالی، بادهاي مشرقی به شکلگیري
چرخههاي ضعیفتر زیر قطبی کمک میکنند. در اقیانوس منجمد جنوبی، به دلیل نبود موانع خشکی،
جریانی که کل حوضهي اقیانوس را شامل میشود، میتواند به حیات خود ادامه داده و لذا جریان پیرامونی
قطب جنوب نام دارد. این جریان یکی از بزرگترین جریانهاي موجود بر روي کرهي زمین است که مقدار
6 130 متر مکعب در ثانیه آب را منتقل میکند. تمامی این جریانات، به صورت موازي با بادهاي سطحی ×10
عمل میکنند. در مقابل، جریانات استوایی مخالفی که اغلب در سطح اقیانوس و یا درست در مجاورت
سطح و زیر آن حضور دارند، همواره در راستاي مخالف بادهاي تجاري جریان دارند.
به علت گردش زمین، انتقال آب موجود در اقیانوس که به واسطهي وزش باد انجام میشود، قائم بر
تنشهاي باد و به سمت مدار استوایی (انتقال از شعاع گردش کوچکتر به شعاع گردش بزرگتر) است
(در نیمکرهي شمالی به سمت راست و در نیمکرهي جنوبی به سمت چپ). این انتقال که تحت عنوان
انتقال اکمان ١ شناخته میشود، نقش مهمی را در توضیح مسیر حرکت جریانهاي سطحیِ تحت تأثیر باد
8). بعلاوه در طول یک خط ساحلی و یا در صورت وجود تغییرات افقی انتقال که – ایفا میکند (شکل 1
منجر به همگرایی یا واگرایی سطحی جریان میشود، جابجاییها قائم هستند که میتوانند این تغییرات را
9). در – جبران کنند. یک مثال مهم براي این موضوع، جریانات رو به بالاي استوایی ٢ میباشد (شکل 1
نیمکرهي شمالی، انتقال اکمان به سمت راست تنشهاي بادي مشرقی هدایت شده و در نتیجه در راستاي
شمالی خواهد بود. در نیمکرهي جنوبی اوضاع برعکس است. این موضوع سبب تفرق و واگرایی آب روي
خط استوا خواهد شد که این پدیده میبایست توسط بالاآمدگی آب جبران گردد. در بالاآمدگیهاي ساحلی،
تنش باد میبایست با ساحل موازي باشد، در حالتی که در نیمکرهي شمالی در راستاي باد قرار گرفته باشیم
و ساحل در سمت چپ قرار داشته باشد (براي مثال بادهاي شمالی در طول سواحلی که در راستاي شمال
– جنوب قرار گرفتهاند). این موضوع سبب یک انتقال خارج از ساحل و پدیدهي جبران بواسطهي
بالاآمدگی آب در این انتقال میشود.
1 Ekman transport
2 Upwelling equatorial
سیستم اقلیم جهانی، تعادل انرژي، و چرخهي هیدرولوژیکی 17
مخفف W و ،E ،S ،N مخفف جریان، و C. ، مخفف استوایی Eq. . 8: تصویر شماتیک جریان سطحی اصلی – شکل 1
جهات جغرافیایی هستند ١
.
9: تصویر شماتیک از بالاآمدگی استوایی – شکل 1
٢
1 From Knauss, J.A., Introduction to Physical Oceanography, Waveland Press, Inc., Long Grove, IL, 2005,
http://www.elic.ucl.ac.be/textbook/chapter1_node9.html, accessed September 16, 2013.
2 From Cushman-Roisin, B., Introduction to Geophysical Fluid Dynamics, Prentice Hall, London, U.K., 1994, 319pp.
تغییر اقلیم و مدیریت منابع آب 18
در عرضهاي بالایی، به دلیل دماي آب پایینتر و شوري نسبتاً بیشتر، آب سطحی میتواند براي رفتن
به اعماق زیاد، به اندازهي کافی سنگین باشد. این فرآیند که اغلب تحت عنوان همرفتی اقیانوسی در عمق
شناخته میشود، تنها در مناطق محدودي از کرهي زمین و عمدتاً در اقیانوس منجمد جنوبی و اقیانوس
، اطلس شمالی رخ میدهد. در اقیانوس اطلس شمالی، دریاهاي لابرادور ١ و حدفاصل گرینلند و نروژ ٢
هستند، که در طول مرزهاي غربی اقیانوس (NADW) منابع اصلی آب عمیق اقیانوس اطلس شمالی ٣
اطلس، به سمت اقیانوس منجمد شمالی جریان مییابند. این آب همزمان با حرکت خود به سمت سایر
حوضههاي اقیانوسی، با آبهاي محیط اطراف خود مخلوط میشود. همچنین این جریان به مرور زمان و
در طول حرکت خود، در سایر حوضههاي اقیانوسی به سمت سطح حرکت میکند. نمایش شماتیک فرآیند
مذکور به همراه بالاآمدگی آب در دریاي هند و اقیانوس آرام، در شکل نشان داده شده است. در هر
صورت، هر چند پایین رفتن آب در مناطق بسیار محدودي رخ میدهد، اما بالاآمدگی در سطح وسیعی از
اقیانوس رخ میدهد. بازگشت آب به مناطقی که به صورت چاه عمل میکنند، به واسطهي چرخش نیمه
عمدتاً از ، (AABW) عمیق و سطحی آب حاصل میشود. در اقیانوس منجمد جنوبی، آب عمیق قطبی ٤
سردتر NADW نسبت به جریانات ،AABW دریاهاي راس ٥ و ودل ٦ نشأت میگیرند. این تودههاي آب
و سنگینتر هستند و لذا زیر آنها جریان پیدا میکنند. لازم به ذکر است به دلیل اختلاط تودههاي آب جریان
یافته از مبادي مختلف در درون اقیانوس منجمد جنوبی، آبی که به حوضههاي دریاي هند و اقیانوس آرام
شناخته میشود. CDW راه پیدا میکند، عمدتاً تحت عنوان آبهاي عمیق پیرامون قطبی ٧ یا
10 )، که با سایر جریانهاي پیشگفته در اعماق مختلف به – این چرخههاي بزرگ مقیاس (شکل 1
صورت همزمان وجود دارند، چرخههاي اقیانوسی ترموهالین نام دارند؛ زیرا این چرخهها به واسطهي
غلظتهاي متفاوت شوري و حرارت (و در نتیجه چگالی متفاوت) ایجاد میشوند. در عین حال بادها نیز
نقش بسیار مهمی را در این میان بازي میکنند. اولاً بادها بر روي چرخندهاي سطحی و در نتیجه شاخههاي
رویی چرخه ترموهالین تأثیر میگذارند، همان چرخههایی مسئولیت تغذیهي نقاط پایین رفتگی آب سنگین
را بر عهده دارند. ثانیاً به دلیل پدیده جدایش در اثر انتقال اکمان، بادها بر روي تودههاي آب بالا آمده از
1 Labrador sea
2 Greenland-Norwegian sea
3 North Atlantic deep water (NADW)
4 Antarctic bottom water (AABW)
5 Ross sea
6 Weddell sea
7 Circumpolar deep water (CDW)
سیستم اقلیم جهانی، تعادل انرژي، و چرخهي هیدرولوژیکی 19
عمق به سطح، در برخی از مناطق تأثیر میگذارند. این موضوع نقش بسیار مهمی را خصوصاً در اقیانوس
منجمد جنوبی بازي میکند. بادها همچنین میتوانند به عنوان یک فاکتور محلی یا منطقهاي که فرآیند
همرفتی عمقی را تسهیل میکنند، محسوب شوند.
10 : نماي شماتیک چرخه ترموهالین در اقیانوسها. نوار آبی بیانگر جریان آب عمیق و سرد و نوار قرمز بیانگر – شکل 1
جریانهاي نزدیک به سطح گرم و سبک هستند ١
.
چرخهي ترموهالین، یک چرخهي بسیار کند است. زمان لازم براي آن که تودهي آب شکل گرفته در
اقیانوس اطلس شمالی به اقیانوس منجمد جنوبی برسد، در مقیاس یک قرن است. اگر طی کل چرخه مد
نظر باشد، مقیاس زمانی در حدود چندین قرن تا یک هزاره خواهد بود که بستگی به موقعیت دقیق و ساز
و کار مورد مطالعه خواهد داشت. از سوي دیگر این چرخه حجم عظیمی از آب، نمک و انرژي را منتقل
15 متر × در حدود 106 NADW ، میکند. براي مثال نرخ شکلگیري جریان عمیق اقیانوس اطلس شمالی
مکعب بر ثانیه میباشد. هر چند عدم قطعیتها در اقیانوس منجمد جنوبی بیشتر است، اما در عین حال
میباشد. نهایتاً چرخهي ترموهالین به همان NADW نیز در حدود نرخ شکلگیري AABW نرخ تولید
میزان که در مباحث اقیانوس شناسی نقش مهمی دارد، در موضوعات اقلیمشناسی نیز داراي اهمیت ویژهاي
میباشد.
1 From Windows to the Universe, Thermohaline ocean circulation,
http://www.windows2universe.org/earth/Water/thermohaline_ocean_circulation.html, accessed September 16, 2013.
تغییر اقلیم و مدیریت منابع آب 20
-3-2-1 کرایوسفر
منظور از کرایوسفر ١ بخشی از سطح زمین است که آب بر روي آن به شکل جامد یافت میشود. این
بخشها عبارتند از: دریاها و دریاچههاي یخزده، رودخانههاي یخزده، پوشش برف، یخچالها، تپههاي
یخی و یخلایهها ٢ و زمین یخزده (شامل مناطق یخ زده در عمق زمین). بنابراین میتوان دریافت که میان
هیدروسفر و کرایوسفر همواره بخش مشترکی وجود دارد. کرایوسفر را میتوان جزئی از سیستم اقلیم
کرهي زمین دانست که به دلیل تأثیرش بر روي شارهاي رطوبتی و انرژي سطح زمین، ابرها، بارش،
هیدرولوژي و چرخههاي اتمسفري و اقیانوسی، ارتباط و تراکنش بسیار مهمی با آب و هوا دارد. به دلیل
وجود این فرآیندهاي بازخوردي و تعاملی، کرایوسفر نقش بسیار مهمی را در اقلیم بازي کرده و مسئول
بسیاري از تغییرات جهانی در مدلهاي آب و هوایی میباشد.
آب یخ زدهي موجود در سطح زمین را میتوان عمدتاً در قالب پوشش برفی، آب شیرین یخزده در
دریاچهها و رودخانهها، یخهاي شناور در دریا، یخچالها، یخلایه، خشکیهاي یخزده و مناطق زیرزمینی
یخزده (که همواره به صورت یخزده وجود دارند) پیدا کرد. زمان ماندگاري آب در درون هر یک از این
محیطهاي یخزده و جامد، بسیار متفاوت است. پوشش برفی و آبهاي شیرین یخزده عمدتاً به صورت
فصلی به مایع تبدیل میشوند و اکثر یخهاي شناور در دریا، به غیر از یخهاي مناطق مرکزي قطب، اگر
حالت فصلی نداشته باشند، حداکثر طول عمري برابر چند سال دارند. یک حجم معین از آب که در
یخچالها و یخلایهها یا زمین یخزده قرار دارد، ممکن است بین چندین سال تا دهها هزار سال یخزده باقی
بماند. یخهاي عمقی در بخش شرقی قطب جنوب ممکن است تا یک میلیون سال نیز عمر داشته باشند.
بیشتر حجم یخهاي موجود در دنیا در قطب جنوب و ناحیهي شرقی یخلایههاي آن قرار دارد. در
نیمکرهي شمالی، برف و یخ سطحی در زمستان، به صورت متوسط 23 درصد سطح نیمکره را در ژانویه
1). گسترهي وسیع این پوششها و نقش مهم اقلیمی برف و یخ که با مشخصات – پوشش میدهد (جدول 1
فیزیکی آنها در ارتباط است، لزوم در نظر گرفتن مشخصههاي آنها از قبیل میزان گستردگی، ضخامت،
مشخصههاي بازتابشی و حرارتی را در تحقیقات اقلیمی به خوبی روشن میکند.