تعیین مناسب‌ترین طرح‌واره فیزیکی مدل عددی پیش‌بینی WRF و عدم قطعیت ناشی از آن برای شبیه‌سازی بارش‌های سیلابی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری مهندسی منابع آب، گروه علوم و مهندسی آب، دانشگاه بین‌المللی امام خمینی (ره،) قزوین، ایران.

2 دانشیار، گروه علوم و مهندسی آب، دانشگاه بین‌المللی امام خمینی (ره)، قزوین، ایران

3 استادیار پژوهشکده مطالعات و تحقیقات منابع آب، مؤسسه تحقیقات آب، وزارت نیرو، تهران، ایران.

doi
10.22034/iwrr.2024.453356.2754
چکیده

توصیف دقیق ساختار بارش و پیش‌بینی صحیح و قابل‌اعتماد از مقدار بارندگی به عنوان یکی از ورودی‌های حیاتی برای مدل‌‎سازی و شبیه‌سازی هیدرولوژیکی و هیدرولیکی از اهمیت بالایی برخوردار بوده و بسیار چالش‌برانگیز است. علاوه بر این، انتخاب طرح‌واره‌ها برای سامانه عددی WRF از تأثیر قابل‌توجهی بر نتایج پیش‌بینی برخوردار است. هدف اصلی از انجام این مطالعه حساسیت‌سنجی سامانه عددی WRF نسبت به پارامترسازی فیزیکی بخش‌های همرفت، لایه مرزی و میکروفیزیک و معرفی پیکربندی برتر برای منطقه مطالعاتی و شبیه‌سازی بارش‌های سنگین منتج به سیلاب و همچنین بررسی عملکرد مدل در پیش‌بینی بارش در گام‌های زمانی 6، 12 و 24 ساعته است. از دو دامنه تودرتو با نسبت ریزمقیاس شدن 1 به 3 برای تنظیم مدل WRF استفاده شده است.  نتایج نشان داد که دامنه تغییرات خروجی‌های مدل نسبت به ایجاد تغییر در پیکربندی بخش‌های همرفت و لایه مرزی دارای بیشترین اختلاف در بارش شبیه‌سازی شده نسبت به مقادیر مشاهده‌ای است. بنابراین پارامترسازی فیزیکی مناسب برای بخش‌های همرفت و لایه مرزی از اهمیت بیشتری نسبت به بخش میکروفیزیک برخوردار است. همچنین، ارزیابی عملکرد مدل در گام‌های زمانی مختلف حاکی از آن است که می‌توان از پیش‌بینی‌های این مدل در گام زمانی روزانه با حاشیه اطمینان بالاتری بهره برد. همچنین، در محدوده حوضه پلدختر، پیکربندی متشکل از طرح‌واره‌های WDM5، Grell 3D و Asymmetrical Convective Model v2 برای بخش‌های میکروفیزیک، همرفت و لایه مرزی را می‌توان به عنوان پیکربندی برتر و دارای بهترین کارایی در شبیه‌سازی بارش معرفی نمود. بنابراین برای انجام مطالعات آتی با هدف شبیه‌سازی و پیش‌بینی بارش‌های سنگین و منتج به سیلاب استفاده از پیکربندی مذکور توصیه می‌شود.