ارزیابی روش‎های مختلف درون‎یابی داده‎های بارندگی ماهانه و سالانه (مطالعه‎ی موردی: استان خوزستان)

Abstract

نقشه‌های هم‎بارش یک منطقه، پیش‌نیاز بسیاری از مطالعات هیدرولوژی و هواشناسی است. دقّت نقشه‌های هم‎بارش، به روش درون‌یابی داده‌های بارندگی وابسته است. با توجّه به توپوگرافی پیچیده‎ی استان خوزستان و فقدان ایستگاه‌های هواشناسی مرتفع با آمار درازمدّت در آن، تعیین روش مناسب درون‌یابی داده‌های بارندگی ماهانه و سالانه در این استان ضروری به‎نظر می‌رسد. به این منظور، هفت روش درون‎یابی شامل کریجینگ عمومی، کوکریجینگ، کریجینگ با روند خارجی، رگرسیون کریجینگ، وزنی عکس فاصله، اسپلاین و گرادیان خطّی سه‎بُعدی با یکدیگر مقایسه شدند. در تحلیل واریوگرافی داده‌های بارندگی، پنج مدل نیم‎تغییرنما بر داده‌های بارندگی برازش‎داده شد. ارزیابی روش‌ها با استفاده از روش اعتبارسنجی حذفی انجام شد و انتخاب روش مناسب درون‌یابی براساس تحلیل رگرسیونی، محاسبه‎ی ریشه‎ی میانگین مربّعات خطا و میانگین خطای اریب انجام گرفت. نتایج تحلیل واریوگرافی نشان داد مدل کروی، به‎عنوان بهترین مدل نظری نیم‎تغییرنما است. همچنین داده‎های بارندگی این منطقه در تمامی ماه‌ها، به‎جز ماه‌های کم‌بارش دارای ساختار مکانی قوی بودند. تحلیل نتایج نشان داد که تمامی روش‌ها به‎جز روش رگرسیون کریجینگ، در برآورد مقادیر زیاد بارندگی دچار خطای کم‎برآوردی هستند. با مقایسه روش‌های درون‌یابی مورد بررسی، روش‌ رگرسیون کریجینگ، به‎عنوان مناسب‌ترین روش درون‌یابی داده‌های بارندگی ماهانه و سالانه تشخیص داده شد. همچنین با روش منتخب، نقشه‎ی هم‎بارش سالانه‎ی استان ترسیم و از روی آن، میانگین بارندگی سالانه‎ی منطقه 391 میلی‎متر به‎دست آمد که این مقدار به اندازه‎ی 41 میلی‎متر بیشتر از مقدار ارائه شده از سوی سازمان هواشناسی کشور است که دلیل آن، استفاده از ارتفاع، به‎عنوان متغیّر کمکی است که تا حدودی توانست مشکل کمبود ایستگاه‌های مرتفع در منطقه را رفع ‌کند. به‎علاوه نتایج پژوهش نشان داد، روش‌هایی که از متغیّر ارتفاع به‎عنوان متغیّر کمکی برای برآورد بارندگی استفاده می‌کنند، نسبت به روش‌های دیگر از دقّت بالاتری برخوردارند.