بررسی عملکرد رویکردهای مختلف هوش مصنوعی در ریزمقیاس‌نمایی دما (منطقه مورد مطالعه: استان اردبیل)

نویسندگان

1 گروه انرژی های نو و محیط زیست، دانشکده علوم و فنون نوین، دانشگاه تهران، تهران، ایران

2 گروه انرژی های نو و محیط زیست، دانشکده علوم و فنون نوین، دانشگاه تهران، تهران، ایران

doi
10.48308/envs.2022.35101
چکیده

سابقه و هدف: پیش بینی بلند و کوتاه مدت آب و هوا از جمله چالش­ های بسیار مهم محققان آب و اقلیم  بوده است. به منظور فائق آمدن بر این چالش، ابزارهای متعددی از جمله مدل­ های گردش عمومی جوی-اقیانوسی، سناریوهای پیش بینی و مدل­ های ریزمقیاس نمایی توسعه و استفاده شده است. این ابزارها با ایجاد همبستگی بین داده­ های بزرگ مقیاس مدل­ های گردش عمومی و داده ­های کوچک مقیاس سینوپتیک، به ریزمقیاس نمایی سناریوهای پیش ­بینی می­ کنند.مواد و روش ­ها: در این مطالعه پارامترهای پیش ­بینی­ کننده بزرگ مقیاس دوره آماری 1961 تا 2003 از پایگاه داده مراکز ملی پیش بینی محیط زیست (NCEP) ، داده ­های بزگ مقیاس سناریوهای پیش ­بینی A1B و A2 مدل HadCM3 دوره آماری 2001 تا 2100 از مرکز  ارزیابی و مدلسازی اقلیم کانادا موسوم به CCCma، و داده ­های سینوپتیک هواشناسی ایستگاه ­های اردبیل از سازمان هواشناسی دریافت شده است. در این مطالعه سه روش (SDSM)، حداقل مربعات ماشین بردار پشتیبان (LS-SVM) و پرسپترون چند لایه (MLP) برای ریزمقیاس نمایی، و از سنجنده ­های آماری CC، MSE، RMSE، NMSE، Nash-Sutcliffe، MAE و دیاگرام تیلور به منظور ارزیابی کارایی روش ­های ریز مقیاس نمایی مورد استفاده قرار گرفت.نتایج و بحث: نتایج نشان داده است که مدل MLP بر اساس میانگین ایستگاه ­ها بهترین نتیجه را با مقادیر (CC=0/85)، (NMSE=0/63)، (NSH=0/73) و (MAE=0/52) کسب کرده و در رتبه ­های دوم و سوم به ترتیب مدل ­های LS-SVM و SDSM قرار گرفته اند. دیاگرام تیلور نیز مدل SDSM را ضعیف ترین مدل شناسایی و نتایج دو مدل LS-SVM و MLP را با اختلاف کمی با یکدیگر به عنوان مدل­ های برتر معرفی کرد. بر اساس نتایج ریزمقیاس نمایی، تمامی سناریوهای پیش بینی افزایش دمای میانگین روزانه تا سال 2100 در تمامی ایستگاه ­های مورد مطالعه را پیش بینی کرده اند.نتیجه گیری: بر اساس نتایج مطالعه، در تمامی سناریوهای پیش بینی و بر اساس تمامی روش ­های ریز مقیاس نمایی، افزایش دمای میانگین روزانه پیش بینی شده است، لذا لازم است تا در تهیه سیاست­ های توسعه ­ای و محیط زیستی این موضوع در نظر گرفته بشود.