مقايسه عملكرد مدل آماري و مدل ديناميكي در شبيه سازي بارش حدي

Comparison of the performance of statistical model and dynamic model to simulate extreme rainfall simulation

در سال‌هاي اخير منابع آب بر اثر تغيير اقليم دست‌خوش تنش‌هاي جدي شده است. هدف مطالعۀ حاضر، بررسي دو مدل ريز‌مقياس‌ساز آماري و ديناميكي به‌منظور ريز‌مقياس‌سازي بارش حدي حوضۀ آبريز گرگان‌رود در روز‌هاي 23 و 24 ارديبهشت 1371 است كه به ثبت دبي حدي در منطقه منجر شد‌. در اين پژوهش، از مدل آماري SDSM و مدل ديناميكي Regcm4 استفاده شد. نتايج نشان داد مدل آماري SDSM قابليت بسيار كمي (ضرايب تبيين 0/002 تا 0/18 و ميانگين خطاي مطلق 20 ميلي‌متر) در شبيه‌سازي بارش‌هاي حدي دارد به‌طوريكه ضرايب تبيين و همبستگي‌هاي كم قابل مشاهده بود؛ در صورتي كه مدل Regcm4 ضرايب تبيين بسيار زياد تا 100 درصد و ميانگين خطاي مطلق تا 67 ميلي‌متر را ثبت كرده است به‌دليل اينكه اين مدل با در‌نظر‌گرفتن الگوهاي ديناميك كلي به شبيه‌سازي بارش حدي مي‌پردازد، علاوه بر اينكه با آزمون خطاي طرح‌واره‌هاي موجود در آن مي‌تواند نتايج را تا حد زيادي به داده‌هاي مشاهداتي منطقه نزديك كند. تحليل نقشه هاي هوا نشان دادند طي اين دو روز نيمۀ غربي ايران و بخش‌هاي جنوبي و مركزي تحت حاكميت الگوهاي كم‌فشار بوده‌اند كه جهت جريانات كم‌فشار، جنوبي و غربي بوده و از سمت درياي عدن و خليج فارس و درياي سياه و مديترانه هستند. نقشه‌هاي الگوهاي ارتفاع ژئوپتانسيل حاكميت كم ارتفاع‌هايي در تراز 500 و 850 هكتوپاسكال را در منطقۀ مد نظر نمايش مي‌دهد.

Water resources have experienced serious tensions in recent years due to climate change. The current study aims to investigate dynamical and statistical downscaling in order to downscale extreme precipitation in catchment of Gorganrood River over May13-14, 1992 which led to record the extreme discharge in this region. For this purpose, two models namely SDSM and Regcm4 were used. The results showed that SDSM has very low ability to simulate extreme precipitation so that the mean absolute error (MAE) was about 20 mm in the years 1983-2012 with very low coefficients of determination of 0.18 to 0.002, whereas Regcm4 model has recorded a very high coefficient of determination and mean absolute error of the model was about 67 mm. This model, however, could not well simulate Lazoreh station precipitation, because the model takes into account the overall dynamic patterns for simulation. Weather maps analysis indicates that low pressure patterns are dominant in the western half and parts of South and Central Iran in these two days. Direction of low pressure patterns is South and West from Adan sea and the Persian Gulf as well as the Black Sea and the Mediterranean Sea. Geopotential Maps show that low-height patterns are in 500 and 850 Geopotential height in this region.