ارزیابی دقت و اصلاح شبکه بارش روزانه آفرودیت در استان گلستان

Abstract

سابقه و هدف: برآورد بارش در مناطق فاقد آمار هواشناسی اهمیتی حیاتی در مطالعات هیدرولوژی و هواشناسی دارد. این مسئله در کشور ما که فاقد شبکه متراکم ثبت بارش به ویژه در مناطق مرتفع می‌باشد، اهمیت بیشتری پیدا می‌کند. شبکه متراکم بارش آفرودیت، داده‌های روزانه بارش را در گره‌های 25/0×25/0 درجه در محدوده ایران اختیار قرار می‌گذارد اما قبل از استفاده از آن صحت شبکه و عدم قطعیت آن باید بررسی گردد. در مورد این پایگاه داده در ایران و جهان مطالعات محدودی صورت گرفتـه اسـت. این تحقیق با هدف بررسی دقت و صحت داده‌های بارش شبکه آفرودیت در استان گلستان در مقیاس‌های مختلف زمانی روزانه، ماهانه و سالانه انجام شد. همچنین دقت این شبکه با روش‌های معمول درون‌یابی مقایسه و داده‌های آن برای کاربردی نمودن هرچه بیشتر اصلاح شد. <br /> مواد و روش: در این پژوهش از داده‌های 24 ایستگاه هواشناسی شامل 5 ایستگاه همدیدی و 19 ایستگاه باران‌سنجی به منظور ارزیابی شبکه آفرودیت استفاده شد. نقاط شبکه بر مبنای نزدیک‌ترین نقطه به ایستگاه‌های هواشناسی انتخاب شدند و آنالیز داده‌ها در 3 مقیاس روزانه، ماهانه و سالانه انجام شد. پس از بررسی و ارزیابی دقت داده‌های شبکه، به منظور اصلاح خطای داده‌های بارش ماهانه و سالانه شبکه، از ضریب اصلاحی نسبت میانگین‌ها استفاده شد. سپس دقت داده‌های اصلاح شده این شبکه با دو روش معمول درون‌یابی کریجینگ عمومی و وزنی عکس فاصله مقایسه شد. برای ارزیابی این روش‌ها تکنیک اعتبارسنجی ارزیابی متقاطع به کار گرفته شد و با محاسبه آماره‌های خطا، روش‌های مختلف با یکدیگر مقایسه شدند. <br /> یافته‌ها: نتایج حاصل از بکارگیری شاخص خطای اریبی جهت ارزیابی خطا در هر 3 مقیاس روزانه، ماهانه و سالانه نشان داد که در همه مقیاس‌های مورد بررسی داده‌های آفرودیت علی رغم همبستگی بسیار خوب با داده‌های ایستگاهی، دارای خطای کم-برآوردی زیادی هستند که این خطا در نقاط پربارش بیشتر است. ضرایب بدست آمده برای اصلاح داده‌های ماهانه و سالانه شبکه بین 2/1 در ماه‌های سرد تا 8/1 در ماه‌های گرم تغییر می‌کند. بررسی خطای شبکه اصلاح شده در ماه‌های مختلف نشان داد علاوه بر رفع مشکل کم برآوردی، میانگین خطا نیز به مقدار زیادی کاهش یافته است، همچنین در مورد بارش سالانه، جذر میانگین مربعات خطا از 247 به 194 میلیمتر تقلیل یافته است. با توجه به اینکه برای اصلاح داده‌های شبکه تنها یک عدد ثابت (ضریب اصلاحی) در داده‌ها ضرب شد، بنابراین ضرایب همبستگی بدون تغییر باقی ماند. مقایسه داده‌های اصلاح شده با روش‌های درون-یابی در همه ماه‌های مورد بررسی نشان داد که شبکه اصلاح شده از هر دو روش درون‌یابی کارآمدتر است. بررسی ضرایب همبستگی داده‌های واقعی و برآوردی نشان داد که همبستگی شبکه اصلاح شده با داده‌های واقعی در همه ماه‌ها مثبت است اما در روش‌های وزنی عکس فاصله و کریجینگ عمومی در برخی موارد ضریب همبستگی منفی بدست آمد که نشان می‌دهد شبکه اصلاح شده علاوه بر خطای کمتر در تشخیص درست نقاط کم بارش و پربارش منطقه نسبت به روش‌های درون‌یابی کارآمدتر است. <br /> نتیجه‌گیری: نتایج این پژوهش نشان می‌دهد که شبکه متراکم آفرودیت دقت بسیار خوبی در تخمین بارش نقاط فاقد ایستگاه هواشناسی به خصوص در مناطق مرتفع دارد و نسبت به روش‌های درون‌یابی کریجینگ عمومی و وزنی عکس فاصله نتایج دقیق-تری دارد، ولی به دلیل مشکل کم برآوردی داده‌های این شبکه، قبل از عملیاتی کردن داده‌ها شبکه باید اصلاح گردد.