فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

سابقه و هدف: برآورد الگوهای مکانی‌ـ زمانی بارش در استان مازندران، به‌دلیل عوامل متعددی ازجمله فقدان مشاهدات زمینی، مناطق متنوع آب‌وهوایی و شیب‌های شدید کوه‌نگاری، مشکل است. محصولات بارش ماهواره‌ای می‌توانند راه‌حلی مناسب برای اندازه‌گیری میزان بارش، به‌ویژه در نواحی دارای ایستگاه‌های زمینی پراکنده، فراهم کنند و رویکردی جدید برای مشاهدة بارش در سطح جهانی، با سنجش از دور، به دست دهند. بااین‌حال، به‌رغم استفادة گستردة این محصولات درزَمینه‌های مطالعاتی گوناگون، ارزیابی کمّی این محصولات به‌دلیل خطای ذاتی و عدم‌قطعیت‌ آن‌ها، چالشی اساسی است که قبل‌از استفادة مستقیم از آن‌ها باید در مقیاس‌های زمانی و مکانی متفاوت مورد توجه قرار گیرد. مواد و روش‌ها: در گام نخست، محصولات بارش شبکه‌ای CHIRPS، CMORPH، SM2RAIN، PERSIANN-CDR و IMERG از پایگاه دادة هریک از محصولات، با فرمت NetCDF در سطح جهانی استخراج شد. سپس داده‌های بارش هر محصول برای شبکه‌های واقع در پهنة استان مازندران، با کدنویسی در محیط برنامه‌نویسی R و سامانة اطلاعات جغرافیایی (GIS)، انتخاب شد. در گام بعد، این محصولات در مقابل پانزده ایستگاه هم‌دیدی در سطح استان مازندران، در مقیاس‌های مکانی ایستگاه‌ـ شبکه و منطقه‌ای و مقیاس‌های زمانی ماهیانه و سالیانه ارزیابی و مقایسه شدند. این کار با استفاده از معیارهای ارزیابی آماری ضریب همبستگی اسپیرمن (CC)، ریشة میانگین مربعات خطا (RMSE)، میانگین خطای مطلق (MAD)، کارآیی کلینگ‌ـ گوپتا (KGE) و کارآیی نش‌ساتکلیف (NSE) و همچنین رسم نمودارهای آماری (تیلور و ...) انجام شد. به‌منظور ارزیابی شبکه به ایستگاه، داده‌های نزدیک‌ترین شبکه به هر ایستگاه هم‌دیدی برای هر محصول بارش، استخراج و با داده‌های بارش آن ایستگاه در مقیاس‌های زمانی متفاوت، مقایسه شد. نتایج و بحث: نتایج بررسی منطقه‌ای محصولات بارش ماهواره‌ای، در مقیاس ماهیانه و سالیانه، بیانگر انطباق بیشتر محصولات IMERG و CMORPH بوده است؛ درحالی‌که محصول CHIRPS فقط در ماه‌های خشکِ سال عملکرد مناسبی داشت. بااین‌حال دقت محصولات در مقیاس ماهیانه بیشتر از سالیانه بود. نتایج دیاگرام تیلور گویای دقت نسبتاً بالای محصولات IMERG، CHIRPS و CMORPH (همبستگی 7/0-8/0) در ایستگاه‌های واقع در نواحی ساحلی و دقت نسبتاً پایین در ارتفاعات (همبستگی 35/0) بوده است. درعین‌حال برای محصول بارش PERSIAN، دقت داده‌ها درمورد تمامی مناطق، اندک بود و در نواحی ساحلی، مقدار همبستگی منفی داشت. باوجوداین‌، نتایج ارزیابی محصولات بارش در سطح ایستگاه‌ها بیانگر عملکرد بهتر محصول IMERG و سپس CMORPH (CC=0.7-0.8 و RMSE=2-4 mm) در برآورد بارش ماهیانه، عمدتاً در نیمۀ شرقی استان بود. کمترین دقت و ضعیف‌ترین عملکرد را نیز محصول PERSIANN-CDR داشته است. بیشترین مقدار CC محصولات بارش برابر 8/0 و اغلب در نواحی شرقی و ساحلی استان بود اما کمترین آن به محصول PERSIANN-CDR (CC=0.05) تعلق داشت. مقادیر RMSE معمولاً بین 2 تا 15 میلی‌متر، به‌ترتیب، در نواحی کوهستانی و نیمه‌شرقی استان متغیر بود که کمترین آن به محصول IMERG و CMORPH تعلق داشت. مقادیر KGE و NSE نیز بیشتر در نواحی ساحلی و شرقی به مقدار بهینه نزدیک‌تر بوده است (NSE=0.5 و KGE=0-1) که درمورد محصول CMORPH بهتر بود. بااین‌حال مقادیر بایاس (BIAS)، درمورد همة محصولات، بین 4/0- تا 1 میلی‌متر متغیر و در نواحی ساحلی و کم‌ارتفاع، دارای کم‌برآوردی بود اما در نواحی مرتفع، بیش‌برآوردی داشت. بررسی تأثیر فاصلة ایستگاه هم‌دیدی و بارش شبکه‌ای در دقت محصول بارش نیز نشان داده است که برای محصولات CMORPH، IMERG (در نواحی مرتفع) و SM2RAIN، فاصلة کم یا زیاد بین ایستگاه و شبکه باعث کاهش یا افزایش عدم‌قطعیت شده است. بااین‌حال، درمورد اغلب محصولات بارش، افزایش شایان ملاحظة ارتفاع موجب افزایش عدم‌قطعیت در برآورد بارش ماهواره‌ای شده است. نتیجه‌گیری: دقیق‌ترین محصول بارش در استان مازندران شامل محصول IMERG بوده است. یکی از مشکلات اصلی در دقت محصولات بارش، در این منطقه، توپوگرافی پیچیده (اختلاف ارتفاع زیاد) و هم‌جواری با دریای خزر است. بااین‌حال استفاده از روش‌های نوین، مانند سامانه‌های سنجش از دور به‌منزلة راهکاری برای برآورد بارش، نشان‌دهندۀ پیشرفت‌های علمی در این حوزه است و می‌تواند راهنمای تصمیم‌گیرندگان در مطالعات آب‌وهوایی و هیدرولوژیکی باشد.