معرفی روش MICE در ترمیم داده‌های گمشده هواشناسی و مقایسه با رگرسیون؛ مطالعه موردی: 130 سال دمای ماهانه مشهد، جاسک و بوشهر

نویسندگان

1 کارشناسی‌ارشد هیدرولوژی، دانشگاه آزاد اسلامی مشهد، ایران

2 دکترای هواشناسی کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، دانشکده کشاورزی، ایران

doi
10.22067/jwsd.v8i3.2104.1038
چکیده

نیاز به داده‌های کامل و قابل اطمینان اولین گام در مطالعات اقلیمی است. داده‌های ناکامل، تحلیل‌های اقلیمی را دچار چالش می‌کند. اغلب در آب و هواشناسی داده‌های گمشده (ناکامل) وجود دارد. بنابراین کامل‌کردن داده‌ها (ترمیم) نیاز اولیه تحلیل‌هاست. روش‌های متعددی برای بازسازی داده‌ها وجود دارند که بسته به نوع داده و خصوصیات آب و هوایی هر منطقه متفاوت می‌باشند. بارش و دما از مهم‌ترین متغیرهای هوا و اقلیم‌شناسی هستند. طول دوره آماری اهمیت بسزایی در دقت تحلیل این دو متغیر دارد. دمای ماهانه سه شهر ایران شامل مشهد، بوشهر و جاسک از سال حدود 1890 در کتبی به نام World Weather Records موجود است. این اطلاعات دارای داده‌های گمشده می‌باشد، مخصوصاً همزمان با جنگ جهانی دوم (1941-1949) این داده‌های گمشده‌ مشهودتر هستند. هدف این پژوهش، افزایش دقت برآورد این داده‌های مفقود با معرفی روش کاربردی MICE و ارائه سری کامل دمای ماهانه در طول 130 سال است. بدین منظور، ایستگاه‌هایی از کشورهای مجاور به‌عنوان ایستگاه‌های مبنا انتخاب شدند. ابتدا داده‌های مفقود دمای ماهانه این سه ایستگاه با برازش الگوهای رگرسیونی ترمیم شدند (ریشه میانگین مربعات خطا 0/71 تا 0/94 درجه سانتیگراد). روش‌ کلاسیک رگرسیون نیازمند بررسی فرض‌های زیربنایی و آسیب‌شناسی است. این الگوها با روش MICE نیز برآورد شدند (ریشه میانگین مربعات خطا 0/39 تا 0/82 درجه سانتیگراد). نتایج مطالعه و اجرای این بسته در محیط Rstudio نشان از برتری این روش دارد. این روش برای داده‌های مفقود طراحی شده، مشکلات رگرسیون را نداشته و قابلیت‎های زیادی دارد. لذا برای ترمیم داده‌های گمشده آب و هواشناسی پیشنهاد می‌شود.