ارزيابي مدل COUP براي شبيه‌سازي عمق نفوذ يخبندان خاك در ايستگاه سينوپتيك بيجار

Evaluation of COUP Model for simulation of soil frost depth at Bijar synoptic station

اين تحقيق با هدف ارزيابي مدل COUP براي شبيه سازي عمق نفوذ يخبندان خاك در ايستگاه سينوپتيك بيجار به انجام رسيده است. ابتدا با مبنا قرار دادن مقدار پيش فرض پارامترها مدل اجرا شد. سپس 30 پارامتر مدل كه ارتباط نزديكي با عمق نفوذ يخبندان خاك داشتند انتخاب شدند و با به كارگيري روش برآورد عدم قطعيت درست نمايي تعميم يافته (GLUE)، مدل مورد واسنجي قرار گرفت و شبيه سازي هاي آن براي دو حالت قبل و بعد از واسنجي مورد مقايسه قرار گرفتند. بازه هاي زماني 1992 تا 2006 و 2007 تا 2009 به ترتيب براي انجام واسنجي و اعتبارسنجي مدل در نظر گرفته شدند. با مقايسه شبيه سازي هاي مدل با داده هاي اندازه گيري شده براي دماي خاك در عمق هاي 20 و 50 سانتي متري از سطح خاك و عمق نفوذ يخبندان خاك براي دو حالت قبل و بعد از واسنجي مشاهده شد كه عملكرد مدل پس از اعمال واسنجي به ميزان قابل توجهي بهبود يافته است. نتايج حاصل از اعتبارسنجي مدل نشان داد كه در بيشتر موارد تطابق قابل قبولي بين داده‌هاي اندازه گيري شده و شبيه سازي شده وجود داشته و مدل توانسته است روند تغييرات داده هاي مشاهداتي را دنبال كند. با اين وجود، تفاوت هايي بين داده هاي اندازه گيري و شبيه سازي شده وجود داشت، كه بخشي از آنها به دخالت ندادن داده هاي رطوبت خاك در فرآيند واسنجي مدل و بخشي ديگر به وجود عدم قطعيت در ساختار مدل و معادلات حاكم بر آن نسبت داده شد.

The aim of this research was the evaluation of COUP Model for simulation of soil frost depth at Bijar synoptic station. The simulations were first carried out based on the default parameter values. Afterwards, 30 parameters that had a close relationship with soil frost depth were selected and calibration of the model was performed with adopting Generalized Likelihood Uncertainty Estimation (GLUE) method and simulations of the model for before and after calibration cases were compared. The periods of 1992-2006 and 2007-2009 were selected for model calibration and validation, respectively. On the basis of comparisons between model simulations and observations for soil temperatures at 20 and 50 cm depths and soil frost depth for before and after calibration, the results showed dramatically better performance after calibration compared with before that. The results of model validation showed a good correspondence between simulations and observations at more cases and the model simulations were able to follow observation fluctuations. However, some differences were available between simulations and observations. Some parts of differences are attributed to non-contribution of soil moisture data at calibration procedure and the other parts were attributed to uncertainties in model structure and its governing equations.