ارزیابی عملکرد داده‎های بازتحلیل ERA5 در تخمین بارش ایران و واکاوی فضایی رژیم بارشی کشور

نویسندگان

1 گروه جغرافیایی طبیعی، دانشکده جغرافیا، دانشگاه تهران، تهران، ایران

2 گروه جغرافیایی طبیعی، دانشکده جغرافیا، دانشگاه تهران، تهران، ایران

3 گروه جغرافیایی طبیعی، دانشکده جغرافیا، دانشگاه تهران، تهران، ایران

doi
10.48308/esrj.2024.104225
چکیده

مقدمهبارش از مهم­ترین عناصر اقلیمی محسوب می‎شود که در تعیین نقش و پراکندگی دیگر متغیرهای اقلیمی می‎تواند مؤثر باشد. این متغیر ناپایسته‎ترین متغیر اقلیمی در مقیاس زمانی و مکانی است. انجمن هواشناسی آمریکا خصایص توزیع فصلی بارش در یک مکان خاص را رژیم بارش تعریف می‎کند. هدف این مطالعه ارزیابی داده‏های بارش ماهانه پایگاه داده  ERA5نسبت به بارش اندازه‎گیری شده در ایستگاه‏های همدید کشور است. سپس توزیع فضایی رژیم بارش و آماره‌های ضریب تغییرات و چولگی آن به منظور شناسایی رفتار بارش ایران در مقیاس زمانی سالانه، فصلی و نیز ماهانه مورد واکاوی قرار می‎گیرد.  مواد و روش­هادر پژوهش حاضر از داده‎ بارش شبکه‌ای پایگاه داده ERA5 با قدرت تفکیک 25/0×25/0 در سال­های 2021-1979 برای پهنه ایران استفاده شده است. برای ارزیابی دقت داده‎های بازتحلیل بارش ماهانه ERA5 نسبت به داده‎های بارش اندازه‎گیری شده در ایستگاه‎های همدید کشور، 4 آماره شاخص ضریب همبستگی (Correlation Coefficient)، ریشه دوم میانگین مربعات خطای نرمال شده (NRMSE)، شاخص توافق ویلموت و شاخص اریبی استاندارد شده (Standard BIAS) به کارگرفته شد.نتایج و بحثضریب همبستگی نشان داد که استفاده از بارش برآوردی این پایگاه در ماه‎های بارشی قابلیت اعتماد بالایی دارد. شاخص ریشه دوم میانگین مربعات خطای نرمال شده (NRMSE) نیز کمترین میزان(توافق عالی بین داده‎ها) را داشته است. همچنین شاخص توافق ویلموت در ماه‎های اکتبر تا آوریل کارایی بالای این پایگاه را در برآورد بارش ماهانه اغلب ایستگاه‎های همدید مورد بررسی نشان می‎دهد. بررسی شاخص اریبی استاندارد نشان داد بیشترین کم برآوردی این پایگاه، به ترتیب در ماه‎های آگوست تا اکتبر و جولای بوده است. بارش با آغاز دوره سرد از در ایران از ماه سپتامبر شروع و می به طول می‎انجامد. سری زمانی بارش ماهانه بیان‌گر رفتار نامنظم بارش کشور در هر ماه می‎باشد. عمده مناطق کشور بیشترین درصد بارشی خود را در فصل زمستان و فصل بهار دریافت می‎کنند. پربارش‌ترین و کم‌بارش‌ترین فصل‌ ایران به ترتیب زمستان و تابستان هستند. همچنین بررسی سری‎زمانی 42 ساله بارش ایران نوسانات دریافت بارش در پهنه کشور در سال‎های مختلف را روشن نمود.نتیجه­ گیریمقایسه سری‎زمانی بارش ماهانه در پایگاه داده بازتحلیل ERA5 نسبت به بارش اندازه‎گیری شده ایستگاه‎های همدید، نشان از الگوی مشابه این نوع داده در طولانی مدت داشت. بارش با آغاز دوره سرد از سپتامبر در کشور شروع می­شود و تا می به طول می‎انجامد، که اوج میانگین بارش در مناطق سواحل دریای خزر و سپس در نواحی رشته‌کوه‌های زاگرس دریافت می‌شود. سهم بارش زمستانه کشور 5/44 درصد کل بارش سال است، به عبارتی رژیم اصلی بارش عمدتاً زمستانه است. نتایج تا حدودی بیانگیر تغییر تدریجی رژیم بارش کشور می‎باشد، چرا که از سهم بارش بهاره (2/8 میلی‎متر کاهش در 42 سال) و زمستانه (26/28 میلی‎متر کاهش در 42 سال) کشور کاسته شده و به سهم بارش پاییزه کشور اضافه گردیده است.