مقایسه تهدیدها و فرصت‌های متأثر از گرمایش جهانی بر ذخیره انرژی ساختمان‌ها در یک تیپ اقلیمی بیابانی سرد برای مادرید در اسپانیا و مشهد در ایران

نوع مقاله: مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده‌ علوم انسانی، گروه جغرافیا، دانشگاه گلستان، گرگان، ایران

2 گروه انرژی، دانشگاه لاکرونیا، لاکرونیا، اسپانیا

چکیده

در مطالعه حاضر به‌منظور پایش و پیش‌یابی اثر تغییرات اقلیمی بر الگوی طراحی بیوکلیمایی، یک مطالعه‌ی مقایسه‌ای بین مشهد و مادرید با یک تیپ تقریباً مشابه اقلیمی، انجام‌شده است. در این پژوهش به‌منظور مدل‌سازی طراحی بیوکلیمایی از دو سری زمانی داده‌های اقلیمی استفاده‌شده است. داده‌های پایه این مقاله مربوط به دوره 1990 تا 2010 بوده و از پایگاه داده‌ای نرم‌افزار متئونورم استخراج گردیده و به‌منظور ریزمقیاس نمایی و پیش‌یابی داده‌های اقلیمی مؤلفه‌های تابش، دما، سرعت باد و رطوبت نسبی خروجی‌های مدل گردش عمومی جو HadCM3، از نرم‌افزار CCWorldWeatherGen استفاده‌شده است. لازم به توضیح می‌باشد که سناریوی مورداستفاده در این تحقیق، سناریوی A2 است. یافته‌های این تحقیق نشان دادند که میانگین دمای سالانه برای دهه 2050 و 2080 نسبت به دهه‌ی حاضر، به ترتیب برای مشهد به میزان 0.3 و 1.7 درجه سانتی‌گراد و برای مادرید 1.6 و 3.2 درجه سانتی‌گراد افزایش خواهد داشت و از طرف دیگر تغییرات افزایشی رطوبت نسبی دهه‌های 2050 و 2080 در قیاس با دوره پایه به ترتیب برای مشهد شامل 6.75 و 7 درصد و برای مادرید نرخ افزایشی آن شامل 11.08و 11.17 درصد خواهد بود. درمجموع برآیند تغییرات اقلیمی دهه‌های آینده منجر به تغییر در راهکارهای طراحی بیوکلیمایی ساختمان‌ها برای هر دو شهر مطالعاتی خواهد شد. اما وجه مشترک برای هر دو منطقه‌ی مطالعاتی با توجه به تغییرات اقلیمی آینده، درصد کاهش ایام نیاز به تأمین استراتژی‌های طراحی بیوکلیمایی در بخش گرمایشی می‌باشد. اما در بخش استفاده از راهکارهای بیوکلیمایی سرمایشی، افزایش نیاز به این استراتژی‌ها برای مادرید قابل‌ملاحظه بوده و اما در مشهد تنها نیاز در استفاده از سایبان برای پنجره‌ها افزایش نشان می‌دهد و استفاده از سایر راهکارهای سرمایشی دارای روند کاهشی می‌باشند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Comparison of Threats and Opportunities Affected by Global Warming on the Energy Storage of Buildings in a Cold Desert Climate Type for Madrid in Spain and Mashhad in Iran

نویسندگان [English]

  • Gholamreza Roshan 1
  • Jose Orosa 2
1 Geography, Golestan University
2 Department of Energy and M. P, University of A Corun˜a, Paseo de Ronda 51, A Corun˜a 15011, Spainb
چکیده [English]

In the present study, in order to monitor and predict the effect of climate change on the bioclimatic design pattern, a comparative study was conducted between two different geographic regions, Mashhad, in the Mediterranean region and Madrid in Spain in Europe with a similar cold desert climate type. In this study, in order to model the bioclimatic design, there have been used two time sets of climatic data. The base data in this paper are from 1990 to 2010 and extracted from the Meteororm software database. In order to evaluate downscaling and preliminary forecasting of the climate data of some components including radiation, temperature, wind speed, and relative humidity of the atmosphere general circulation model outputs HadCM3, there is used CCWorldWeatherGen software. In this software, in order to investigate the downscaling of large outputs of the atmosphere general circulation model GCM, there is used MORPHING Method.
The outcomes of the present study showed that the average annual temperature for the 2050s and 2080s will increase by 0.3 and 1.7 C° for Mashhad and 1.6 and 3.2 C° for Madrid and, on the other hand, the relative humidity changes of the 2050s and 2080s, compared to base period, will be 6.75 and 7 percent for Mashhad, and 11.08 and 11.17 percent for Madrid. Totally, the consequent of climate changes in future decades will lead to a change in the bioclimatic design patterns of building for both studied cities. In general, for both areas of study, due to future climate changes, it is necessary to reduce the consumption level of energy by providing bioclimatic design strategies in the heating sector. But for bioclimatic strategies in cooling sector, the need for these strategies in Madrid is significant, but in Mashhad, only sunshade for windows is significant and the use of other cooling strategies has a decreasing trend.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Climatic scenario
  • building modeling
  • climatic adaptation
  • Storages of bioclimatic
  1. جعفری، قربان.، اسمعیل شاهکویی، عبدالعظیم قانقرمه. 1397. پیش‌بینی خشکسالی‌های استان خراسان شمالی با مدلHadCM3  و شاخص‌های SPI وRDI . مجله آمایش جغرافیایی فضا، دوره 8، شماره 30، صص 174-159.
    1. “Climate Change World Weather File Generator for World-Wide Weather Data – CCWorldWeatherGen | Sustainable Energy Research Group.” 2015. http://www.energy.soton.ac.uk/ccworldweathergen/.
    2. Belcher, S.E., Hacker, J. N. and Powell, D.S. 2005. Constructing Design Weather Data for Future Climates.” Building Services Engineering Research and Technology, 26(1): 49–61.
    3. CIBSE Guide J. 2001. Weather, Solar and Illuminance Data. London: Charted Institution of Building Services Engineers.
    4. del Río, S., Fraile, R. and Herrero, L. 2007. Analysis of recent trends in mean maximum  and minimum temperatures in a region of the NW of Spain (Castilla y León), Theor. Appl. Climatol.  90: 1.
    5. Gomez, S.S., Nolasco A.Q. and Urrestarazu, L.P. 2017. The role of green roofs in climate change mitigation. A case study in Seville (Spain), Building and Environment, 123: 575-584.
    6. Hidalgo, H. and Alfaro, E., 2014. Skill of CMIP5 climate model sin reproducing 20th century basic climate features in Central America. Int. J. Climatol. doi:10.1002/joc.4216
    7. Hulme, M., Jenkins, Turnpenny, J.R., Mitchell, T.D., Jones, R.G. and Lowe, J. 2002. Climate Change Scenarios for the United Kingdom: The UKCIP02 Scientific Report. Norwich, UK: Tyndall Centre for Climate Change Research, School of Environmental Sciences, University of East Anglia.
    8. IPCC. Summary for policymakers. In: Solomon, S., Qin, D., Manning, M., Chen, Z., Marquis, M., Averyt, K.B., Tignor, M., Miller, H.L., editors. Climate Change, 2007. The Physical Science Basis. Contribution of working group I to the fourth assessment report of the intergovernmental panel on climate change. Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA: Cambridge University Press.
    9. Iran Energy Balance, 2010. Iran Central Bank.
    10. Iran Power Industry, 2016. D Development: Deputy of Researchand Human Resources. Publisher: Tavanir Mother's Company.
    11. Jos, G.J., Olivier, (PBL), Greet Janssens -Maenhout (EC-JRC), Marilena Muntean (EC-JRC), Jeroen A.H.W. Peters (PBL), 2016. Trendsinglobal CO2 Emissions 2016 Report, PBL Netherlands Environmental Assessment Agency European Commission, Joint Research Centre (EC-JRC).
    12. Klimenko, V.V., Ginzburg, A.S., Demchenko, P.F., Tereshin, A.G., Belova, I.N. and Kasilova, E.V. 2016. Impact of Urbanization and Climate Warming on Energy Consumption in Large Cities, Doklady Akademii Nauk, 470: 519–524.
    13. Kwok, A.G. and Rajkovich, N.B. 2010. Addressing climate change in comfort standards, Building and Environment. 45: 18–22.
    14. Luers, A.L. and Moser, S.C. 2006. Preparing for the impacts of climate change in California: opportunities and constraints for adaptation. California Climate Change Center.
    15. Luo, C. and Wu, Desheng, 2016. Environment and economic risk: an analysis of carbon emission market and portfolio management, Environ. Res. 149, 297–301.
    16. Mehr News Agency, 2016. Details of the agreement Paris / Iran are committed to the limitation of industrial development, news ID: 3591470 - Wednesday, April 18, 2016, Tehran. Iran.
    17. Mohammad, Sh. 2013. Study of thermal behavior of common materials in the construction of walls; Journal of Fine Arts, Architecture and Urban Development. 18(1): 70.
    18. Moratiel, R., Soriano, B. and Centeno, A. 2017. Wet-bulb, dew point, and air temperature trends in Spain. Theor. Appl. Climatol. 130: 419. 
    19. Moshiri, S., Atabi, F., Panjeshahi, M.H. and lechtenboehmer, S. 2012. Long run energy demand in Iran: a scenario analysis, Int. J. Energy Sect. Manag. 6(1): 120–144.
    20. Nik, V.M. and Kalagasidis, A.S. 2013. Impact study of the climate change on the energy performance of the building stock in Stockholm considering four climate uncertainties, Building and Environment. 60, 291–304.
    21. Olivier J.G.J., Schure K.M., and Peters J. AH.W. 2017. Trends in global CO2 and total greenhouse gas emissions, 2017 Report. PBL, The Hague. In prep. Internet: http://www.pbl.nl/en/trends-in-global-co2-emissions.
    22. Paris Agreement, 2017. Framework Convention on Climate Change. United Nations. http://unfccc.int/paris_agreement/items/9485.php
    23. Ramos, M.C., Balasch, J.C. and Martínez­ Casasnovas, J.A. 2012. Seasonal temperature andprecipitation variability during the last 60 years in a Mediterranean climate areaof Northeastern Spain: a multivariate analysis, Theor. Appl. Climatol., 110: 35. 
    24. Roaf, S., Crichton, D. and Nicol, F. 2004. Adapting buildings and cities for climate change: a 21st century survival guide. Oxford: Architectural Press.
    25. Roshan, G.R. and Grab, S.W. 2012. Regional climate change scenarios and their impacts on water requirements for wheat production in Iran, Int .J. Plant. Prod. 6(2), 239–266.
    26. Roshan, G.R., Orosa, J.A. and Nasrabadi, T. 2012. Simulation of climate change impact on energy consumption in buildings, case study of Iran, Energy Policy. 49: 731–739.
    27. Saboohi, R., Soltani, S. and Khodagholi, M. Saboohi, R., Soltani, S. and Khodagholi, M. 2012. Trend analysis of temperature parameters in Iran, Theor. Appl. Climatol., 109: 529–547.
    28. Sobouti, Y. 2018. Iran’s commitments toward meeting the goals of paris agreement harnessing the global temperature rise, региональные проблемы. Т. 21, № 3(1). С. 112–114.
    29. Soltani, S., Saboohi, R. and Yghmaei, L. 2011. Rainfall and rainy days trend in Iran, Clim Chang, doi:10.1007/s10584-011-0146-1
    30. Stavins, R.N. and Stowe, R.C., (eds), 2016. The Paris agreement and beyond: International climate change policy post-2020. Cambridge, Massachusetts: Harvard Project on Climate Agreements, Belfer Center, 1–114. http://www.belfercenter.org/publication/parisagreement- and-beyond-international-climate change-policy-post- 2020. Accessed 15 Mar 2017.
    31. UCLA, Climate Consultant 6. Available at: www.energy-design-tools.aud.ucla.edu (Accessed 01.12.18).
    32. UNDP (United Nations Development Program), 2010.Department of environment. Iran second national communication to United Nations framework convention on climate change (UNFCCC). National climate office, department of environment. Tehran.
    33. Varentsov, M.I. Konstantinov, P.I. and Samsonov, T.E. 2017. IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci. 96 012009 Mesoscale modelling of the summer climate response of Moscow metropolitan area to urban expansion
    34. Zarenistanak, M., Dhorde, A. and Kripalani, R.H. 2014a. Temperature analysis over southwest Iran: trends and projections, Theor. Appl. Climatol. 116: 103–117.
    35. Zarenistanak, M., Dhorde, A. and Kripalani, R.H. 2014b. Trend analysis and change point detection of annual and seasonal precipitation and temperature series over southwest Iran, J. Earth. Syst. Sci. 123, 281-295.