ارزیابی روش‌های مختلف تصحیح اریبی بر پیش‌نگری بارش مدل GFDL-ESM4 در حوضه دریاچه ارومیه

نوع مقاله : مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار آب و هواشناسی دانشگاه ارومیه

2 استادیار دانشگاه پیام نور خوی

چکیده

خروجی‌های مدل‌های اقلیمی جهانی (GCMs) معمولاً دارای اریبی نسبت به داده‌های مشاهداتی هستند و قبل از استفاده از آن‌ها برای توسعه سناریوهای اقلیمی آینده، برخی تصحیحات باید انجام شود. روش‌های تصحیح اریبی از جمله روش‌های آماری متداول برای پردازش خروجی مدل‌های اقلیمی هستند. در این تحقیق تاثیر پنج روش تصحیح اریبی بر پیش‌نگری بارش مدل GFDL-ESM4 در حوضه دریاچه ارومیه مورد ارزیابی قرارگرفته است. روش‌های مورد استفاده در این تحقیق شامل روش‌های نسبت‌گیری خطی (LS)، نسبت‌گیری شدت موضعی (LOCI)، تبدیل توانی (PT)، نگاشت توزیع (DM) و تغییر عامل دلتا (DC) می‌باشند. از معیارهای ضریب همبستگی، مجذور میانگین مربعات خطا (RMSE) و درصد اریبی (PBias) برای ارزیابی دقت داده‌های تصحیح شده در دوره 2014-1990 نسبت به داده‌های مشاهداتی و انتخاب بهترین روش برای تصحیح ‌داده‌های سناریوهای آینده استفاده شده است. نتایج تحقیق نشان داد روش تغییر عامل دلتا برآوردهای خام را پس از اصلاح به طور قابل توجهی بهبود داد؛ بنابراین از این روش برای تصحیح داده‌های سناریوهای SSP1-2.6، SSP2-4.5 و SSP5-8.5 استفاده شد. علاوه بر این، پیش‌نگری‌های میانگین سالانه بارش در سناریوی SSP1-2.6 بین 2 تا 9 درصد، در SSP2-4.5 بین 5 تا 17 درصد و در SSP2-8.5 بین 8 تا 26 درصد کاهش را نسبت به داده‌های مشاهده‌ای نشان می‌دهند.

تازه های تحقیق

انتخاب روش تصحیح اریبی در برآورد پیامدهای تغییر اقلیم بسیار مهم است. این پژوهش با هدف ارائه خلاصه‌ای از روش‌های مختلف تصحیح اریبی و روش‌های ارزیابی آنها در حوضه آبریز دریاچه ارومیه با استفاده از شاخص‌های آماری مختلف (ضریب همبستگی، RMSE و PBIAS) انجام گردید. بدین منظور پیش­نگری­های بارش روزانه مدل GFDL-ESM4 در یک دوره 30 ساله در مقایسه با میانگین مشاهداتی حوضه بررسی شد و در ادامه از روش­های متنوعی برای اصلاح اریبی و بالا بردن دقت پیش­بینی­ها استفاده گردید.نتایج این تحقیق حاکی از آن است که پیش­نگری­های خام بارش در اغلب روزها از دقت مطلوبی برخوردار نبوده­اند. بنابراین نتیجه گرفته می­شود که اصلاح اریبی بارش، مرحله­ای ضروری و مؤثر در بهبود دقّت پیش­نگری­ها محسوب می­شود.مشخص شد که روش تغییر عامل دلتا (DC) مطابقت خوب و انحرافات کمتری در برابر بارش مشاهده شده نسبت به سایر روش­ها دارد. در نتیجه، نشان می‌دهد که روش DC برای تصحیح مجموعه ‌داده‌های سناریوها در این منطقه بهترین روش است.پیش­نگری­های بارش آینده تصحیح اریبی شده، تغییرات قابل توجهی را در طول قرن نشان می­دهد. در مقایسه با داده‌های مشاهده‌شده، پیش­نگری­های میانگین سالانه بارش مدل GFDL-ESM4، نشان‌دهنده کاهش بارش از 2 تا 9 درصد در سناریوی SSP1-2.6 و 8 تا 26 درصد در سناریوی SSP2-8.5 بود.نواحی شمالی و شمال­شرقی حوضه، کاهش بارش بیشتری خواهند داشت، در حالی که بخش‌های جنوبی، کاهش کمتری را تجربه خواهند کرد.علاوه بر این، تجزیه و تحلیل­ها نشان داد که بیشتر سال‌ها در قرن بیست و یکم بارندگی کمی را دریافت می‌کنند که می­تواند منجر به بروز خشکسالی در حوضه شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Evaluation of different bias correction methods and Projection of Future Precipitation Changes Using GFDL-ESM4 model in Lake Urmia basin

نویسندگان [English]

  • khadijeh javan 1
  • mohammadreza Azizzadeh 2
1 Associate Professor of Hydrology and Meteorology, Urmia University
2 payame noor university
چکیده [English]

The outputs of general circulation models (GCMs) usually have a bias compared to observational data, and some corrections must be made before using them to develop future climate scenarios. The bias correction methods are the standard statistical methods for processing the output of climate models. In this research, the effect of five bias correction methods on the projected precipitation of the GFDL-ESM4 model in the Lake Urmia basin has been evaluated. The methods used in this research include linear scaling (LS), local intensity scaling (LOCI), power transformation (PT), distribution mapping (DM) and delta change factor (DC). Statistical metrics such as the correlation coefficient, root mean square error (RMSE) and percentage bias (PBias) have been used to evaluate the accuracy of the corrected data in the period of 1990-2014 compared to the observational data and to choose the best method for correcting the data of future scenarios. research results showed that the delta change method significantly improved the raw estimates after correction; Therefore, this method was used to correct the data of scenarios SSP1-2.6, SSP2-4.5 and SSP5-8.5. In addition, the projection of the mean annual precipitation shows a decrease between 2 and 9 percent in SSP1-2.6, between 5 and 17 percent in SSP2-4.5, and between 8 and 26 percent in SSP2-8.5 compared to the observed data.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Precipitation
  • Bias correction
  • Lake Urmia basin
  • GFDL-ESM4 model

مراجع

انصاری مهابادی، ثمین؛ دهبان، حسین؛ زارعیان، محمدجواد؛ فرخ­نیا، اشکان (1401). بررسی روند تغییرات دما و بارش حوزه­های آبریز ایران در افق ۲۰ سال آینده براساس برونداد مدل­های CMIP6، پژوهش آب  ایران، 16(1): 24-11.
جوان، خدیجه؛ رسولی، علی­اکبر؛ عرفانیان، مهدی؛ ساری صراف، بهروز (1397). ارزیابی تطبیقی روش‌های برآورد مقدار بارندگی در حوضه دریاچه ارومیه، جغرافیا و برنامه­ریزی، 65(22): 100-83.
رضیئی، طیب (1396). منطقه­بندی اقلیمی ایران به روش کوپن-گایگر و بررسی جابجایی مناطق اقلیمی کشور در سده بیستم، فیزیک زمین و فضا)، نشریه آب و خاک، 43(2): 439-419.
زرین، آذر؛ داداشی رودباری، عباسعلی (1400). پیش­نگری دمای ایران در آینده نزدیک (2021-2040) بر اساس رویکرد همادی چندمدلی CMIP6، پژوهش‏های جغرافیای طبیعی، 53(1): 90-75.
شعبان­پور، فاطمه؛ بذرافشان، جواد؛ عراقی­نژاد، شهاب (1399). ارزیابی تأثیر روشهای تصحیح اریبی بر مهارت پیش­بینی فصلی بارش مدل اقلیمی CFSv2، تحقیقات آب و خاک ایران، 51(12): 3017-3032.
شکوهی، مجتبی؛ ثنائی­نژاد، حسین؛ بنایان اول، محمد (1397). ارزیابی شبیه­سازی دما و بارش مدل­های اقلیمی CMIP5 در مطالعات منطقه­ای تغییر اقلیم (مطالعه موردی: مناطق عمده تولید گندم دیم ایران)، نشریه آب و خاک، 32(5): 1024-1013.
عبدالعلی­زاده، فیروز؛ خورشیددوست، علی محمد؛ جهانبخش، سعید (1401). ارزیابی دقت مدل­های CMIP6 برای شبیه­سازی دما و بارش حوضه آبریز دریاچه ارومیه، پژوهش­های تغییرات آب و هوایی، 11(3): 30-17.
عزیززاده، محمدرضا؛ جوان، خدیجه (1398). تحلیل روند شاخص های حدی بارش در حوضه دریاچه ارومیه و ارتباط آن با الگوهای پیوند از دور، جغرافیا و برنامه­ریزی، 70(23): 227-246.
فلاح کلاکی، محمد؛ شکری کوچک، وحید؛ رمضانی اعتدالی، هادی (1400). شبیه­سازی اثرات تغییر اقلیم با استفاده از مدل­های اقلیمی CMIP5 و CMIP6 بر رواناب با استفاده از مدل هیدرولوژیکی SWAT (مطالعه موردی: حوضه آبریز طشک- بختگان)، تحقیقات منابع آب ایران، 17 (3): 359-345.
کلاچیان، رویا؛ ثقفیان، بهرام؛ معظمی، صادق. (1399). ارزیابی کارایی روش­های پس­پردازش و اصلاح اریبی بر پیش­بینی­های ماهانه بارش و دما در حوضه کارون، تحقیقات منابع آب ایران، 16 (4): 111-98.
محمدعلیزاده فرد، الهام؛ میرموسوی، حسین؛ یاراحمدی، جمشید؛ فرجی، عبدالله (1399). ارزیابی اثرتغییر اقلیم بر بارش در مناطق فاقد آمار مشاهداتی با استفاده از بسته نرم‌افزاری CCT مطالعه موردی: حوضه دریان، جغرافیا و برنامه­ریزی، 73(24): 323-305. 

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار