ارزیابی مکانی-زمانی محصولات بارش ماهواره‌ای در مناطق شمال غرب ایران

Abstract

در تحلیل رویدادهای اقلیمی و هیدرولوژیکی، بارش به عنوان یک پارامتر اصلی مطرح است و لذا، اندازه‌گیری داده‌های بارش با تفکیک مکانی و زمانی بالا در پیش‌بینی الگوهای آب و هوایی بسیار مهم است. اندازه‌گیری دقیق میزان بارش در سطح زمین به دلیل پراکندگی شبکه‌های باران‌سنجی، تنوع مکانی و زمانی رخدادها، اثرات باد و توپوگرافی، بسیار چالش‌برانگیز است. ازاین‌رو در چند دهه اخیر، استفاده و توسعه از محصولات ماهواره‌ای و تکنیک‌های سنجش از دور بسیار رایج شده است که در تخمین بارش‌ها استفاده می‌گردد. این پژوهش، با هدف ارزیابی داده‌های بارش ماهواره‌ای TRMM، CHIRPS، Persiann-CDR و GPM-IMERG و مقایسه آن‌ها با داده‌های زمینی در منطقه شمال و شمال غرب کشور (شامل استان‌های گیلان، اردبیل، آذربایجان شرقی و آذربایجان غربی) انجام شد. برای این منظور، ارزیابی بین داده‌های ماهواره‌ای در مقیاس زمانی روزانه، ماهانه و فصلی با داده‌های مشاهده‌ای ایستگاه‌های زمینی با استفاده از شاخص‌های قطعی شامل POD، CSI، FAR، Bias و معیارهای آماری شامل همبستگی (Corr) و نرمال مجذور میانگین مربعات خطا (nRMSE) انجام گرفت. دوره مطالعاتی از تاریخ 12 دی 1395 (1 ژانویه 2017) تا 10 دی 1400 (31 دسامبر 2021)، بر روی 56 ایستگاه سینوپتیک انتخاب شد. نتایج اکثر شاخص‌ها و معیارهای آماری (Corr، nRMSE، POD و CSI) نشان داد که در همه محصولات کمترین خطا مربوط به جنوب غربی منطقه مورد مطالعه (جنوب استان آذربایجان غربی) است و با حرکت به سمت شرق منطقه و نوار ساحلی دریای خزر، خطا افزایش می‌یابد. در ارزیابی میانگین منطقه‌ای بارش، نتایج IMERG، CHIRPS و Persiann-CDR نزدیک به یکدیگر بود و با اختلافی جزئی (به‌جز در معیار nRMSE) محصول IMERG برتری دارد. همچنین در بررسی برآوردهای فصلی، نتایج دو محصول CHIRPS و Persiann-CDR قابل‌اطمینان‌تر بودند، اما برای استفاده از IMERG و TRMM پیشنهاد می‌شود که با استفاده از روش‌های مختلف تصحیح خطا، برآوردها تدقیق گردد. در نهایت بر اساس نتایج این پژوهش، هر محصول بر اساس نوع توپوگرافی و اقلیم منطقه، نتیجه‌ای متفاوت در تخمین بارش ارائه می‌دهد و نیاز به مطالعات بیشتر با توجه به نوع رخدادها در هر منطقه و بررسی جزئی‌تر هر محصول می‌باشد.