ارزیابی دقت داده‌های بازتحلیل پایگاه‌های اقلیمی جهانی CFS-v2، MERRA-2، ERA-5 برای برآورد دمای متوسط در مناطق مختلف کشور

نویسندگان

1 استادیار، پژوهشگاه هواشناسی و علوم جو، تهران، ایران

2 استادیار، پژوهشگاه هواشناسی و علوم جو، تهران، ایران

3 استادیار، پژوهشگاه هواشناسی و علوم جو، تهران، ایران

4 کارشناس پژوهشی، پژوهشگاه هواشناسی و علوم جو، تهران، ایران

doi
10.30499/ijg.2022.360882.1452
چکیده

شبکه ایستگاه‌های همدیدی در سطح کشور توزیع یکنواختی ندارند. پراکندگی ایستگاه‌ها در مناطق پرجمعیت بیشتر و در اطراف بخش بزرگی از نواحی مرکزی ایران کمتر است. همین‌طور، این ایستگاه‌ها دارای طول آماری متفاوتی هستند؛ بنابراین داده‌های مشاهداتی ایستگاه‌های هواشناسی به تنهایی نمی‌توانند تصویر کامل و دقیقی از وضعیت اقلیم گذشته و همین‌طور پیش‌بینی وضعیت آینده به ما بدهند. در سال‌های اخیر، استفاده از محصولات بازتحلیل به عنوان داده‌های شبه‌مشاهداتی، به‌ویژه برای مطالعات اقلیمی و پیش‌بینی عددی وضع هوا، مورد‌توجه قرار گرفته‌اند. قبل از به‌کارگیری محصولات بازتحلیل در مطالعات، ارزیابی عملکرد آن‌ها در هر منطقه ضروری است. در این مقاله، داده‌های بازتحلیل دمای میانگین پایگاه‌های اقلیمی CFS-v2، MERRA-2، ERA-5، با استفاده از داده‌های 143 ایستگاه هواشناسی در دوره 1991-2020، مورد ارزیابی قرار گرفتند. در 6 ناحیه معرف تنوع اقلیمی در کشور، با استفاده از شاخص‌های آماری ضریب همبستگی پیرسون (R)، مجذور میانگین مربعات خطا (RMSE)، مجذور میانگین مربعات خطای نرمال شده (NRMSE)، ضریب کارایی نش-ساتکلیف (NSC)، شاخص اریبی نسبی (Relative Bias)، میانگین قدرمطلق خطا (MAE) و ضریب کلینگ‌گوپتا (KGE)، داده‌های بازتحلیل مورد مقایسه قرار گرفتند. همین‌طور دقت فصلی،‌ روند سالانه و توزیع احتمال داده‌های بازتحلیل شده در مقایسه با داده‌های مشاهداتی تحلیل شدند. نتایج نشان داد به‌طورکلی عملکرد پایگاه داده‌های ERA-5 در برآورد دمای میانگین، بر اساس هفت شاخص محاسبه شده، بیشتر از MERRA-2 و CFS-v2 است. مقادیر MAE به ترتیب برای داده‌های CFS-v2، MERRA-2، ERA-5 برابر با 077/۲،‌ 71/1 و 39/1 می‌باشد؛ اما در فصل بهار،‌ برای خوشه‌ی بسیار گرم (جنوب غرب)،‌ داده‌های CFS-v2؛‌ در فصل تابستان،‌ در خوشه‌ی بسیار گرم (‌جنوب غرب)‌ و بسیار سرد (‌شمال غرب)‌،‌ داده‌های MERAA-2؛ و در فصل پاییز و زمستان،‌ در خوشه گرم ساحلی (سواحل دریای عمان و خلیج‌فارس)،‌ داده‌های MERAA-2؛ کمترین خطا را دارند.