پديد آورندگان :
كريم خاني، مهناز دانشگاه آزاد اسلامي واحد علوم و تحقيقات - گروه هواشناسي , جمشيدي خزلي،تورج پژوهشكده هواشناسي تهران , آزادي، مجيد پژوهشكده هواشناسي تهران , فتاحي، ابراهيم
كليدواژه :
مدل WRF , تفكيك افقي , ضريب همبستگي , ميانگين بارش , بيشينه بارش
چكيده فارسي :
باوجود پيشرفت قابل‌توجه مدل‌هاي پيش‌بيني عددي وضع هوا، هنوز پيش‌بيني دقيق بارش چالش‌برانگيز است. با توجه به اهميت دقت پيش‌بيني بارش در هيدرولوژي و پيش‌بيني سيلاب، در اين تحقيق جهت نشان دادن اثر تفكيك افقي بر روي دقت بارش مدل WRF، پيش‌بيني بارش مدل براي سه حوضه با تفكيك‌هاي افقي 36، 12 و 4 كيلومتر در پنج مورد بارش سنگين منجر به سيلاب (بيشتر از 50 ميلي‌متر در 24 ساعت) در حوضه‌هاي آبريز كرخه و كارون مورد ارزيابي قرار گرفت. در ابتدا شرايط حاكم بر جو در هنگام رخداد بارش‌هاي سنگين در منطقه موردمطالعه ازنظر همديدي با داده‌هاي ECMWF با تفكيك افقي 0/75 درجه بررسي شد. در ادامه جهت بررسي كيفيت برونداد مدل ازنظر همديدي، رودباد تراز 200 هكتوپاسكال، رطوبت نسبي و شار رطوبت افقي در تراز 200 هكتوپاسكال براي سه حوضه مدل با تفكيك افقي متفاوت ترسيم و با نقشه‌هاي متناظر آن‌ها با داده‌هاي بازتحليل مقايسه شدند. سپس برونداد بارندگي تجمعي مدل WRF با مقادير ديدباني تجمعي 24 ساعته در 22 ايستگاه همديد در حوضه آبريز كارون و 20 ايستگاه همديد در حوضه آبريز كرخه مقايسه شد. براي راستي‌آزمايي برونداد مدل WRF از شاخص آماري ضريب همبستگي استفاده‌شده است. همچنين جهت بررسي دقيق‌تر، ميانگين و بيشينه بارش تجمعي 24 ساعته ديدباني و پيش‌بيني در سه حوضه مدل و درصد خطاي هر يك از حوضه‌ها تعيين شد. نتايج نشان مي‌دهد كه در بررسي همديدي در هنگام رخداد بارش‌هاي سنگين، پيش‌بيني مدل در هر سه حوضه و تفكيك‌هاي افقي مختلف (براي نمونه ازنظر جهت حركت بردارهاي باد، بيشينه، گستردگي مركز و انحنا در رودباد تراز 200 هكتوپاسكال و همچنين ميزان رطوبت نسبي تراز 700 هكتوپاسكال) با واقعيت تطابق كامل دارد. همچنين در مقايسه بارش ديدباني و پيش‌بيني، دامنه 4 كيلومتري با ضريب همبستگي بالاتر، دقت بيشتري دارد. درمجموع پيش‌بيني بارش مدل WRF براي حوضه با تفكيك افقي 4 كيلومتر از نظر افزايش دقت در پيش‌بيني بارش و سيلاب قابل‌قبول مي‌باشد به‌طوري‌كه پيش‌بيني مدل در حوضه سوم با تفكيك افقي 4 كيلومتر در مقايسه با حوضه دوم با تفكيك افقي 12 كيلومتر ازنظر ميانگين بارش حوضه‌هاي آبريز 7 درصد و ازنظر مقدار بيشينه بارش 5 درصد بهبود داشته است و همچنين درصد بهبود حوضه سوم مدل نسبت به حوضه اول مدل با تفكيك افقي 36 كيلومتر براي ميانگين و بيشينه بارش حوضه‌هاي آبريز، به ترتيب درصد و 22 درصد مي‌باشد.
چكيده لاتين :
Despite the significant advances in Numerical Weather Prediction (NWP), the prediction of precipitation is still challenging. Considering the importance of accurate prediction of precipitation in hydrological applications and prediction of flood, In this paper, in order to determine WRF resolution impacts for precipitation, model precipitation prediction was evaluated for three domains with resolution of 36, 12 and 4 km in 5 cases of heavy precipitation resulted in flood (more than 50mm at 24 hours) at KARKHE and KAROON basins. At first, atmosphere conditions investigated synoptically at the time of heavy precipitation in the study area by ECMWF data with resolution of 0.75 degrees. In order to study the quality of the model in terms of synoptic, Jet Stream at 200hPa, Relative Humidity and Horizontal Flux Moisture at 700hPa were drawn for three domains with different resolutions and were compared with their respective maps with reanalysis data. Then, WRF model accumulated precipitation output has been compared with accumulated observations for 22 synoptic stations at KAROON basin and 20 stations at KARKHE basin. In order to verify the WRF model output in prediction of precipitation, the statistical index of correlation coefficient was calculated. Also, for a closer look, average and accumulated precipitation maximum was determined for three domains. Results showed that in a synoptic study when heavy precipitation occurs, model prediction is consistent (For example, in terms of the direction of motion of the wind, the maximum, the center of measurement and curvature in the Jet stream of 200 hPa and the relative humidity of 700 hpa) for all three domains with different resolution. Also, comparing precipitation observation and prediction, the 4 km domain is more accurate with higher correlation coefficient. In general, the prediction of precipitation for the WRF model is acceptable In terms of increasing accuracy in predicting rainfall and flood for a domain with a 4 km resolution. So, the model prediction in the third domain with 4-km resolution compared to the second domain with a resolution of 12 km has improved in terms of the average precipitation of 7% and in terms of maximum precipitation of 5%. Also, the percentage of improvement of the third domain of the model compared to the first domain of the model with a resolution of 36 km for the average and maximum precipitation of catchments is 12% and 22%, respectively.
