به گزارش اقتصاد انرژی، ویژگی بارز دریای خزر، نوسانات دوره‌ای سطح آب است که آن را از دیگر پهنه‌های آبی متمایز می‌سازد. براساس آمار ثبت شده در ایستگاه‌های ترازسنجی دریای خزر، سطح آب این دریا از سال ۱۸۳۷ تا پایان سال ۲۰۲۰ میلادی از روند تغییرات و رفتار نوسانی متنوعی برخوردار بوده است. در حدود نیمی از این بازه زمانی حد فاصل سال‌های ۱۸۳۷ تا ۱۹۳۰ میلادی، دریای خزر روند نوسانی بسیار ملایم و به طور متوسط بین یک تا دو سانتی‌متر کاهش در سال داشته است.
ایسنا نوشت، بیشترین تراز آب این دوره در سال ۱۸۸۲ میلادی و برابر منفی ۲۴.۴ متر بوده است. از سال ۱۹۳۰ تا سال ۱۹۴۱ میلادی، دریای خزر با کاهش شدید تراز آب (حدود ۱۴ سانتی‌متر در سال) مواجه شد. از سال ۱۹۴۰ تا اواخر ۱۹۵۰ میلادی، کاهش تراز آب به کندی صورت گرفت. در سال‌های دهه ۱۹۶۰ میلادی، دریای خزر دارای ثباتی نسبی در روند نوسانات بوده و سطح آب در حدود رقم ارتفاعی ۲۷.۵- متر قرار داشت، اما از سال ۱۹۷۰ میلادی تراز آب شدیدا کاهش پیدا کرد و در سال ۱۹۷۷ میلادی (۱۳۵۶ هجری شمسی) در پایین‌ترین سطح خود (حدود منفی ۲۸.۲ متر) قرار گرفت و کاهش کلی تراز آب دریا از ابتدای قرن بیستم تا سال ۱۹۷۷ میلادی به میزان ۳.۲ متر رقم خورد.
این کاهش در ابتدای این قرن حاصل رژیم طبیعی مولفه‌های آب و هواشناسی و در سال‌های دهه ۳۰ میلادی به علت احداث و بهره‌برداری از سدهای آبی و برق آبی روی رودخانه‌های حوضه آبریز دریای خزر شروع و در دهه ۴۰ میلادی با تشدید فعالیت‌های انسانی روی رودخانه ادامه یافت. از سال ۱۹۷۸ تا ۱۹۹۵ میلادی تراز آب به میزان ۲.۵ متر و به طور متوسط ۱۳ سانتی‌متر در سال افزایش یافت. تغییر شرایط اقلیمی در حوضه ابریز دریای خزر در این بازه زمانی، افزایش مقدار نزولات جوی و افزایش حجم آب ورودی رودخانه‌ای سبب شد تا سطح آب دریای خزر از سال ۱۹۷۸ میلادی به طور چشم‌گیری بالا آمده و در سال ۱۹۹۵ تا سال ۲۰۲۰ میلادی به میزان ۱.۵ متر کاهش یافت.
روند کاهشی اخیر به عوامل آب و هوایی و تغییرات اقلیمی حاکم بر منطقه ارتباط داده شده است. به طور کلی روند نوسانات تراز آب دریای خزر دراین دوره حاصل تلفیق عوامل اقلیمی و فعالیت‌های انسانی بوده و در این میان به ویژه در حال حاضر عوامل اقلیمی نقش غالب را دارا است.
علت کاهش تراز آب
طبق گزارش موسسه تحقیقات آب وزارت نیرو، سطح آب دریای خزر پس از بالاترین تراز آب ۸۰ سال اخیر در سال ۱۹۹۵ میلادی، با سپری غیریکنواخت در حال کاهش است. بیشترین میزان این کاهش در بازه زمانی سال‌های ۲۰۰۸ تا ۲۰۱۵ میلادی به وقوع پیوسته و این رخداد با کاهش قابل ملاحظه آبدهی رودخانه‌های مهم شمالی از جمله رودخانه ولگا هم زمان بوده، البته در طی سال‌های اخیر علاوه بر تغییرات موثر منابع آب رودخانه‌ای، افزایش دمای هوا و اثرگذاری آن بر میزان تبخیر و هدر رفت آب، در روند تغییرات سالانه و نوسانات آب تاثیر داشته است.
تغییرات بارش در حوضه آبریز دریای خزر
رژیم نزولات جوی در حوضه آبریز دریای خزر تا حد زیادی به اندر کنش توده‌های مختلف جوی و ناهمواری‌های ساحلی وابسته بوده و اختلاف شرایط جغرافیای طبیعی باعث نایکنواختی توزیع بارش بر پهنه این دریا شده، لازم به ذکر است میزان متوسط بارش در حوضه آبریز دریای خزر به مراتب بیشتر از پهنه دریاست. علاوه بر آن در بخش‌های مختلف ساحل نیز مقدار بارش با هم متفاوت است. در بخش‌های غربی و جنوبی، نزولات از ویژگی‌های محلی برخوردارند و بیشتر شامل مناطق ساحلی می‌باشند و چندان درداخل دریا توسعه نمی‌یابند و در این مناطق بارش‌های شدید، نوار باریکی از ساحل به عرض چند ده کیلومتر را در بر می‌گیرد. توزیع نزولات در ساحل شرقی نسبت به ساحل غربی یکنواخت‌تر است.
تغییرات زمانی میانگین بارش در محدوده حوضه آبریز خزر نیز با تبعیت از رژیم منطقه‌ای، از الگویی متنوع برخوردار بوده، این روند در طی سال‌های اخیر از سال ۲۰۱۵ تا ۲۰۲۰ میلادی، سیر کاهشی را نشان داده، تغییرات بارش در پهنه آبی دریا به طور مستقیم ودر حوضه آبریز رودخانه‌های مهم با تاثیر بر میزان روان‌آب ورودی به دریای خزر، بر تغییرات درون سالی و حداکثر تراز سالانه دریای خزر موثر است.
این مولفه اقلیمی به ویژه در نیمه اول سال‌های میلادی با تاثیر بر حجم آبدهی روخانه‌های شمالی بالاخص رودخانه ولگا و افزایش بازه سیلابی این رودخانه، در تغییر سالانه سطح آب نقشی تعیین کننده دارد، به نحوی که حتی در بازه کاهشی اخیر تراز آب، سال‌های پربارش به جهت تاثیر بر افزایش حجم آب ورودی رودخانه‌ها، شدت روند کاهشی را تقلیل داده یا حتی موجب افزایش اندک سطح اب شده است. در نیمه اول سال ۲۰۲۰ میلادی نیز، افزایش میزان بارش در حوضه آبریز دریای خزر و بخش‌های شمالی آن نسبت به سال ۲۰۱۹ میلادی موجب شد مقدار کاهش سطح آب، نسبت به مقدار کاهش سال ۲۰۱۹، تقلیل یافته و از ۱۳ سانتی‌متر به پنج سانتی‌متر برسد.
شایان ذکر است به علت بارش‌های قابل ملاحظه در فصل بهار ۲۰۲۰، میزان آبدهی رودخانه ولگا نسبت به میانگین بلندمدت این رودخانه (۲۴۰ میلیارد مترمکعب در سال) افزایش داشته و ۲۷۹ میلیارد مترمکعب در سال مذکور گزارش شده است. بررسی میزان بارش در نیمه نخست سال ۲۰۲۱، میلادی، حاکی از این است مقدار بارش در کل حوضه آبریز خزر از میانگین بارش سال ۲۰۱۹ و ۲۰۲۰ میلادی نیز کمتر بوده و انتظار می‌رود کاهش تراز آب در پایان سال بیشتر از دو سال گذشته باشد. (شکل ۱۰) در گزارش موسسه آب شناسی و هواشناسی روسیه نیز با اشاره به احتمال کاهش آبدهی رودخانه ولگا در سال ۲۰۲۱ میلادی نسبت به سال گذشته، پیش بینی شده میانگین سطح آب دریای خزر در پایان سال میلادی حدود ۱۲ تا ۱۷ سانتی‌متر کاهش یابد.
کاهش ۱۱ سانتی متری سطح آب دریای خزر
بر اساس گزارش موسسه تحقیقات آب وزارت نیرو، سطح آب دریای خزر در ادامه روند کاهشی خود، تا پایان خردادماه سال آبی ۱۴۰۰ – ۱۳۹۹ در مقایسه با دوره مشابه گذشته، ۱۱ سانتی‌متر کاهش یافته است. بررسی مولفه‌های اقلیمی موثر بر بیلان آبی دریای خزر حاکی از افزایش دما و تاثیر آن بر روند کاهشی تراز آب بوده، میانگین تراز سطح آب دریای خزر در فصل پاییز ۱۳۹۹، به منفی ۲۷.۳۷ متر رسید. این میزان نسبت به مدت مشابه سال قبل (پاییز سال ۱۳۹۸) ۴ سانتی‌متر و نسبت به میانگین سطح آب در فصل تابستان ۱۳۹۹، معادل ۳۱ سانتی‌متر کاهش یافته است.
کمترین تراز آب لحظه‌ای در این فصل برابر منفی ۲۷.۶ متر و بالاترین تراز آب لحظه‌ای برابر منفی ۲۷.۰۳ متر بوده که به ترتیب در نیمه اول آذرماه و نیمه اول مهرماه مشاهده شده‌اند. دامنه نوسانی تراز آب پاییز برابر حدود پنج سانتی‌متر است. در فصل زمستان ۱۳۹۹، میانگین تراز سطح آب با کاهش هفت سانتی‌متری نسبت به فصل پاییز، برابر منفی ۲۷.۴۴ متر بوده و در مقایسه با مدت مشابه سال گذشته ۱۰ سانتی‌متر کاهش یافته، کمترین و بیشترین تراز آب لحظه‌ای مشاهده شده در این فصل برابر منفی ۲۷.۸۸ و منفی ۲۷.۱ متر بوده و به ترتیب در نیمه دوم دی‌ماه و نیمه دوم اسفندماه رخ داده است. دامنه نوسان تراز آب در این فصل بسیار کم و حدود دو سانتی‌متر تخمین زده می شود.
در فصل بهار ۱۴۰۰، تراز آب با کاهش قابل ملاحظه ۱۹ سانتی‌متری نسبت به مدت مشابه سال گذشته به ۲۷.۳۴ متر رسیده است. کمترین تراز آب لحظه‌ای این فصل در نیمه اول فروردین‌ماه و بالاترین تراز آب لحظه‌ای در نیمه اول خردادماه و به ترتیب برابر منفی ۲۷.۶۵ متر و منفی ۲۶.۹۸ متر مشاهده شده‌اند، دامنه نوسانی این فصل نیز ۱۵ سانتی‌متر بوده است.
روند تغییرات تراز آب
بر اساس این گزارش، میانگین تراز آب در ۹ ماه اول سال آبی ۱۴۰۰- ۱۳۹۹، معادل منفی ۲۷.۳۸ متر بوده و نسبت به مدت مشابه سال گذشته، ۱۱ سانتی‌متر و در مقایسه با دو سال گذشته، ۲۳ سانتی‌متر کاهش داشته است. با توجه به کاهش قابل ملاحظه سطح آب در فصل بهار ۱۴۰۰ نسبت به فصول زمستان و پاییز ۱۳۹۹ و نقش موثر این فصل در افزایش تراز آب دریای خزر (به دلیل افزایش منابع آب رودخانه‌های مهم تخلیه شده به دریا)، انتظار می‌رود میانگین سطح آب در ماه‌های آتی بیش از این میزان کاهش یابد.
تغییرات دمای آب و تبخیر
تبخیر از سطح دریا، مولفه اصلی خروجی در معادلات و تحلیل بیلان آب دریای خزر محسوب میشود، از معیارهای مهم در برآورد میزان تبخیر، مقدار دمای سطح آب است، براساس نتایج تحلیل داده‌های ماهواره‌ایو نیز بررسی داده‌های ثبت شده در ایستگاه‌های اندازه‌گیری ساحلی دمای سطح آب دریای خزر از روند کلی افزایشی در سال‌های اخیر برخوردار بوده است.
مقایسه دمای ماهانه سطح آب در سه سال اخیر نشان می‌دهد در تابستان ۲۰۲۱ میلادی، دمای آب نسبت به دو سال گذشته افزایش قابل ملاحظه‌ای یافته است. (شکل ۱۵). این مساله با توجه به اثر مستقیم بر میزان تبخیر می‌تواند منجر به تشدید روند کاهشی سطح آب تا پایان سال ۲۰۲۱ میلادی شود.
بررسی میزان تبخیر سالانه سه سال اخیر در حوضه آبریز دریای خزر نشان داده است در سال ۲۰۲۰ میلادی، مقدار تبخیر در کل حوضه آبریز خزر و هم در محدوده دریا، کمتر از دو سال ۲۰۱۹ و ۲۰۱۸ میلادی بوده است و این مورد می‌تواند دلیل دیگری بر افت روند کاهشی سال گذشته قلمداد شود.
پیش‌بینی تراز آب دریای خزر
طبق اعلام، موسسه تحقیقات آب وزارت نیرو، پدیده تغییر اقلیم با تاثیر بر شرایط طبیعی مولفه‌های اب و هوایی در کره زمین، موجب افزایش سطح آب دریاها و اقیانوس‌ها میشود، لیکن این مساله با رویکردی متفاوت منجر به کاهش سطح آب دریاها و دریاچه‌های محصور در خشکی خواهد شد. سطح آب دریای خزر در بیش از دو دهه گذشته ۱.۵ متر کاهش یافته است. این کاهش در سال‌های اخیر به طور میانگین هفت سانتی‌متر در سال بوده و نتایج آخرین تحقیقات ارائه شده نشان می‌دهد احتمال ادامه و حتی بیشتر شدن روند کاهشی در آینده وجود دارد. براساس نتایج آخرین دستاوردها و مطالعات انجام شده پیرامون آینده و ضعیت منابع اب دریای خزر و تاثیر روند افزایش دمای ناشی از ازدیاد غلظت گازهای گلخانه‌ای، پیش‌بینی شده است سطح آب دریای خزر همانند دیگر دریاهای داخلی، با کاهش قابل ملاحظه‌ای روبه‌رو خواهد شد.
در نتایج تحقیقات منتشر شده در سال ۲۰۲۰ میلادی، دریای خزر در پنج سال آینده با کاهش حدود ۴۰ سانتی‌متری سطح آب و در ۱۰ سال آتی تقریبا با کاهش یک متری روبه‌رو خواهد شد. این در شرایطی است که کشورهای دریایی در سراسر جهان با افزایش یک متری سطح دریا تا پایان قرن مواجه هستند اما دریای خزر با افت تراز آب روبه‌رو است. این تحقیقات با اشاره به احتمال افزایش حدود ۳C تا ۴C دما مرتبط با تغییرات اقلیمی حاکم بر منطقه، افزایش تبخیر را مهم‌ترین عامل کاهش سطح آب خزر قلمداد کرده‌اند.
گزارش تحقیقات علمی مشترک مرکز علوم محیط زیست دریایی دانشگاه‌های برمن و گیسن آلمان و دانشگاه اوترخت هلند در خصوص کاهش سطح آب دریای خزر تا پایان قرن ۲۱ میلادی، با استناد بر مدل‌های پیش بینی افزایش غظت گازهای گلخانه‌ای و تاثیر آن بر گرمایش زمین، کاهش بین ۹ تا ۱۸ متری تراز آب دریای خزر ناشی از افزایش قابل توجه تبخیر را اعلام کرده است. که این کاهش منجر به کوچک شدن پهنه آبی دریای خزر به میزان ۲۳ تا ۳۴ درصد خواهد شد.
در نتایج تحقیقات دیگری که توسط محققین دانشگاه ریدینگ انگلستان، بیلر آمریکا و دانشگاه اویسالا سوئد در سال ۲۰۲۱ میلادی منتشر شده، با مدل‌سازی بیلان آبی دریای خزر با مدل‌های پیش بینی اقلیمی CMIP۵ و CMIP۶، کاهش هشت تا ۲۰ متری تراز آب خزر تا پایان این قرن گزارش شده، نتایج مطالعات موسسه آب شناسی و هواشناسی قزاقستان در زمینه میزان کاهش تراز سطح اب خزر تا سال ۲۰۵۰ در شکل ۱۹ ارائه شده است.
در مجموع با توجه به این‌که در این یافته‌های علمی، از مدل‌های اقلیمی برای منطقه خزر استفاده شده است، برای درک بهتری از روند تاثیر تغییر مولفه‌های اقلیمی بر بیلان ابی خزر ضروری است اقدامات هماهنگی در کشورهای حوضه آبریز دریای خزر برای مطالعه و مدیریت یکپارچه حوضه ابریز این دریا جهت تدابیر برنامه ریزی و تمهیدات لازم صورت پذیرد.
