مدل‌سازی تغییرات سطح لحظه‌ای آب دریای خزر با استفاده از مشاهدات ارتفاع‌سنجی ماهواره‌ای

Abstract

پیش‌بینی تراز آب دریا در صنایع کشتیرانی، تأسیسات نیرو در مناطق دریایی و بنادر، صنعت شیلات، شهرسازی بنادر، همچنین در علوم مختلف دریایی و اقیانوس‌شناسی اهمیت ویژه‌ای دارد. روش‌های متعددی از قبیل روش‌های تجربی، مدل‌های عددی و محاسباتی برای مطالعۀ پیش‌بینی امواج دریا توسعه یافته است. یکی از این روش‌های مطالعاتی، روش سری‌های زمانی است. در این راستا مدل‌های مختلفی ارائه شده‌اند که از آن جمله می‌توان به مدل‌های سری زمانی ARMA،MA و AR اشاره کرد. در تحقیق حاضر، از مدل‌های مختلف سری زمانی همراه با روش‌های آنالیز طیفی فوریه برای یافتن فرکانس موجود در سری زمانی و روش کمترین مربعات با تکیه بر مفهوم ایستایی سری زمانی به‌منظور دستیابی به فرکانس دقیق‌تر استفاده و امکان افزایش دقت نسبی برآورد و پیش‌بینی تراز آب دریا در بازه زمانی بیشتر مطالعه شد. با توجه به نتایج به‌دست آمده از به‌کارگیری داده‌های ماهوارۀ ارتفاع‌سنجی Jason-2 در بازۀ زمانی 2008 تا 2012 در برآورد و تخمین مقادیر سری زمانی ارتفاع لحظه‌ای آب دریای خزر در بازه زمانی بلندمدت با استفاده از مدل‌های مختلف، همچنین کمترین مقدار محک آکائیک AIC، BIC و بیزی شوارتز SBC، مدل سری زمانی AR(6) کارآیی بهتری نسبت به مدل‌هایMA(q) و ARMA(p,q) داشت و روند تغییرات سری زمانی را با خطای کمتری پیش‌بینی می‌کند. با توجه به تحلیل آماری نتایج حاصل از تخمین مقادیر ارتفاع لحظه‌ای آب دریا، مقدار میانگین مطلق خطا برابر 8/3 میلی‌متر و مجذور میانگین مربعات خطا برابر 43/1 سانتی‌متر در روز به‌دست آمد.