ارزيابي ميزان حساسيت طرحواره هاي مختلف در مدل اقليمي منطقه اي RegCM4.5 براي شبيه سازي دما و بارش منطقه شمال و غرب ايران

Sensitivity evaluation of the different convective schemes in regional climate model RegCM4.5 for simulation of air temperature and precipitation over North and West of Iran

اين تحقيق به منظور شبيه سازي دما و بارش به كمك مدل اقليمي منطقه اي ( RegCM4.5 ) در شمال و غرب ايران در دوره آماري 2015 - 1986 در مقطع زماني فصلي انجام شد. در اين بررسي از داده هاي باز تحليل NNRP2 به عنوان شرايط اوليه و مرزي مدل اقليمي RegCM4.5 و همچنين شش طرحواره پارامتر سازي مختلف براي شبيه سازي استفاده شد. نتايج نشان داد كه مدل RegCM4.5 از پتانسيل مناسبي براي شبيه سازي ميانگين بارش و دماي سطح زمين براي منطقه شمال و غرب ايران برخوردار است. ميزان اريبي مدل براي دماي سطح زمين در مناطق مختلف ايران با استفاده از طرحواره هاي پارامتر سازي متفاوت است. در بيشتر موارد، ريشه ميانگين مربعات خطا بين دماي ميانگين فصلي پس پردازش شده و ديده باني كمتر از 1 درجه سلسيوس و همچنين ضريب هبستگي آن ها بيش از 9/ 0 بود. به طور كلي، با توجه به شبيه سازي هاي دماي سطح زمين، با استفاده از داده هاي مدل پس از اعمال پس پردازش با طرحواره هاي هولتسلاگ- گرل و هولتسلاگ- كو، در مقايسه با ساير شبيه سازي ها، روي منطقه مورد مطالعه عملكرد بهتري حاصل شد. در شبيه سازي بارش، اريبي خشك با بيشترين مقدار ميانگين ( 1/75 mm/day ∽) روي منطقه شمال ايران نشان داده شد، در حالي كه كمترين ميانگين اريبي بارش (-0/34 mm/day )، عمدتا در منطقه غرب ايران واقع شده است. در مقايسه شش طرحواره پارامتر سازي، ثابت شد كه طرحواره امانوئل بهترين طرحواره براي شبيه سازي ميانگين بارش فصلي در منطقه شمال-غرب است. به طور كلي، براي ميانگين بارش فصلي، طرحواره امانوئل در كنار دو طرحواره هولتسلاگ و UW PBL با همبستگي بين 75 / 0- 55 / 0 و انحراف معيار نرمال نزديك به 1، پيشنهاد مي شود.

In this research the dynamic downscaling method by Regional Climate Model (RegCM4.5) was used to assess the performance and sensitivity of seasonal simulated North and West of Iran (NI&WI) climate factors to different convection schemes, and transforms the large-scale simulated climate variables into land surface states over the North of Iran (NI) and West of Iran (WI). In this study, NNRP2 analysis data were used as initial and boundary conditions of the RegCM4.5 climate model as well as six different parameterization schemes for simulation. The results demonstrated that the RegCM4.5 model has good potential for simulating precipitation and surface temperature in the north and west of Iran. The model bias for surface temperature in different regions of Iran using parameterization schemes is different. Magnitude of the model bias for land surface temperature over different regions of Iran varies by convection parameterization schemes. In most cases, the root mean square error between postprocessed simulated seasonal average temperature and observation value was less than 1°C and their correlation coefficient was more than 0.9. In general, according to the surface temperature simulations, using the model data after post-processing with Holtslag-Grell and Holtslag-Kuo schemas, compared to other simulations, achieved better performance on the study area. In precipitation simulation, dry bias with the highest mean (1.75 mm / day) was shown in the northern region of Iran, while the lowest mean precipitation bias (-0.34 mm / day) was mainly located in the western region of Iran. In the comparison of six parameterization schemes, it was proved that the Emanuel scheme is the best performance for simulating the average seasonal precipitation in the north-west region. In general, for the average seasonal precipitation, the Emanuel scheme is suggested along with the two Holtslag and UW PBL schemas with a correlation between 0.55-0.75 and a standard deviation close to 1.