ارزیابی دقت مدل SARIMA در مدل‌سازی و پیش‌بینی بلندمدت میانگین دمای ماهانه در اقلیم‌های متفاوت ایران

Abstract

مدلسازی و پیش­بینی متغیرهای هواشناسی اهمیت ویژه ای در برنامه ریزی محیطی دارد. سری‌های زمانی از جمله مدلهایی است که در این راستا می‌توان از انواع فصلی آن مثل SARIMA استفاده نمود. در این تحقیق از این مدل برای مدلسازی و پیش‌بینی دمای میانگین ماهانه 5 ایستگاه همدیدی در اقلیم‌های مختلف کشور استفاده شده‌است. داده‌های ایستگاه­های آبادان، اصفهان، انزلی و دو ایستگاه تبریز و مشهد با اقلیم مشابه طی سال­های 1951-2011 میلادی، توسط تابع ACF از حیث وجود روند فصلی مورد بررسی قرار گرفتند و پس از اعمال درجه تفاضلگیری فصلی، وارد مدل SARIMA شدند. خروجی‌های مدل توسط معیار بیزی شوارتز، جذر میانگین مربعات خطا و ضریب تعیین ارزیابی شدند. نتایج نشان داد بهترین مدل­ها برای این 5 ایستگاه فوق به ترتیب مدل­های SARIMA(1,0,1)(1,1,1)₁₂،SARIMA(2,0,2)(3,1,1)₁₂، SARIMA(1,0,0)(1,1,1)₁₂، SARIMA(1,0,2 )(1,1,1)₁₂ و SARIMA(0,0,1)(0,1,1)₁₂ بوده و پارامترهای مدل جهت پیش­بینی مقادیر ماهانه دوره‌ی 2012-2014 استخراج شد. تغییرات خطای پیش‌بینی در افق‌های 6، 12، 18، 24، 30 و 36 ماهه در دوره‌ی سه ساله‌ی پیش‌بینی بررسی شده و توانایی بالای مدل در پیش­بینی گام­های بلندمدت در آینده مشخص گردید. در بین ایستگاه­های مورد بررسی بهترین برآورد مربوط به ایستگاه آبادان در اقلیم فراخشک گرم بود که مقادیر شاخص­های خطا به صورت 41/322=SBC،°c22/1=RMSE و 98/0= بدست آمد. پس از آبادان، این مدل به ترتیب درایستگاه­های انزلی در اقلیم مرطوب معتدل، اصفهان در اقلیم فراخشک سرد، و تبریز و مشهد در اقلیم نیمه‌خشک سرد دارای عملکرد مطلوب­تری است.