ارزيابي عدم قطعيت ناشي از داده هاي بارش ميان‌مدت سامانه جهاني TIGGE جهت پيش‌بيني سيلاب

زمينه و هدف: وقوع سيلاب‌هاي مكرر در ايران، لزوم يك سامانه پيش‌بيني و هشدار سيل با زمان پيش هشدار مناسب را ضروري مي‌نمايد. استفاده از مدل‌هاي عددي پيش‌بيني بارش در پيش‌بيني و هشدار سيل از جمله اقدامات مهمي است كه توسط محققان در اكثر نقاط جهان به كاربر برده مي شود. پايگاه داده TIGGE دربرگيرنده پيش بيني‌هاي ميان‌مدت بارش شبيه‌سازي‌شده توسط مراكز پيش‌بيني جهاني است. هدف از پژوهش حاضر، ارزيابي كارايي و ميزان عدم قطعيت ناشي از پيش بيني هاي بارش چهار مدل‌ عددي پايگاه داده TIGGE (شامل CPTEC، ECCC، ECMWF و KMA) براي شبيه سازي سيلاب با مدل هيدرولوژيكي HEC HMS است.روش پژوهش: در اين تحقيق جهت ارزيابي عدم قطعيت دبي حاصل از مدل‌هاي پيش‌بيني بارش پايگاه داده TIGGE در حوضه آبخيز پلدختر، از آمار بارش هفت ايستگاه هواشناسي استفاده شد. همچنين سه رويداد سيل 24 اسفند 1397، 6 فروردين 1398 و 15 فروردين 1398 موردمطالعه قرار گرفت. در ابتدا پيش‌بيني‌هاي بارش از چهار مركز CPTEC، ECCC، ECMWF و KMA استخراج گرديد. به دليل وجود خطاي سيستماتيك در داده‌هاي مورد نظر، تصحيح اريبي روي آن‌ها صورت گرفت و به‌منظور تصحيح اريبي، از روش Delta استفاده شد. پيش‌بيني‌هاي پردازش‌شده و خام چهار مدل پيش‌بيني بارش، جهت پيش‌بيني سيلاب وارد مدل HEC HMS شده و در مرحله بعد، ارزيابي عدم قطعيت جريان حاصل از مدل HEC HMS در تمام اعضاي چهار مدل پيش‌بيني بارش انجام شد. در تحقيق حاضر براي تحليل عدم قطعيت از 5 فاكتور P، R، S، T و RD استفاده گرديد. در نهايت احتمال هشدار سيل پيش‌بيني شد.يافته‌ها: نتايج حاصله حاكي از برتري قابل‌توجه مدل ECMWF در پيش‌بيني رويدادهاي بارش است. استفاده از هر 4 منبع بارشي، منجر به شبيه سازي قابل‌قبول دبي اوج سيلاب در سه رخداد مختلف شد. همچنين زمان وقوع دبي اوج پيش‌بيني‌شده اختلاف كمي با داده مشاهده‌اي داشت. با توجه به نتايج تحليل عدم قطعيت، مدل ECMWF بر اساس فاكتورهاي P، R، S، T و RD به‌عنوان بهترين مدل در نظر گرفته شد. مدل KMA در سيلاب‌هاي شديد و بسيار شديد عملكرد مناسبي داشت. سيستم پيش‌بيني گروهي مدل‌هاي TIGGE نيز در همه وقايع، عملكرد قابل قبولي داشت. همچنين مدل پيش‌بيني هواشناسي هيدرولوژيكي زمان وقوع سيل و احتمال وقوع را به‌خوبي پيش‌بيني نمود.نتايج: تحقيق مورد نظر، پيش‌بيني و هشدار سيل در حوزه آبخيز پلدختر را با استفاده از سيستم هواشناسي هيدرولوژيكي، بر پايه پيش‌بيني‌هاي هواشناسي پايگاه داده TIGGE و شبيه‌سازي سيل با استفاده از مدل هيدرولوژيكي HEC HMS مورد بررسي قرار مي‌دهد. محصول نهايي اين سيستم، دبي احتمالي و پيش‌بيني سيل است. نتايج حاصله نشان‌دهنده موفقيت پايگاه داده TIGGE در پيش‌بيني سيل است. مدل ECMWF در پيش‌بيني دبي اوج برتري داشت. از روش محاسبه باند بالا و پايين جهت تعيين عدم قطعيت استفاده شد كه عدم قطعيت را به‌خوبي نشان داد. اين سيستم زمان دبي اوج را به‌خوبي و با تأخير زماني اندك نمايش داد كه بيانگر عملكرد خوب آن است. بارش پيش‌بيني‌شده حاصل از چهار مركز مورداستفاده در اين مطالعه (ECMWF ,ECCC , CPTEC , KMA) تفاوت‌هاي قابل‌توجهي دارند، براي كاهش اين تفاوت‌ها از سيستم پيش‌بيني گروهي چند مدلي استفاده نموديم كه نتايج دلگرم‌كننده‌اي داشت.