ارزیابی اثر پارامترسازی فیزیکی مدل WRF در شبیه‌سازی وقایع بارشی سنگین منجر به وقوع سیلاب در نواحی خشک و نیمه خشک (مطالعه موردی: استان اصفهان)

نویسندگان

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

2 کارشناس پژوهشی پژوهشکده مطالعات و تحقیقات منابع آب، مؤسسه تحقیقات آب، وزارت نیرو، تهران، ایران.

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

doi
10.22034/iwrr.2023.183124
چکیده

وقوع رویدادهای فرین جوی در دهه‌های گذشته به دلیل گرم شدن سیاره زمین به طور قابل توجهی افزایش یافته است. در حالی که کنترل این رویدادها غیرممکن است، ارائه پیش‌بینی‌های مناسب جوی می‌تواند به آمادگی بهتر جامعه برای مواجهه با رخدادهای فرین جوی کمک کند. مدل‌های منطقه‌ای پیش‌­بینی عددی وضع هوا به‌عنوان یک ابزار مناسب برای پیش‌­بینی رویدادهای فرین جوی به‌طور گسترده به کار گرفته می‌شوند. این مطالعه به حساسیت‌­سنجی مدل WRF نسبت به پامتر‌سازی فیزیکی شامل طرح‌واره­‌های مختلف خردفیزیک، لایه مرزی سیاره‌ای، تابش طول موج کوتاه و بلند، لایه سطحی و همرفت در پیش‌بینی بارش در استان اصفهان به عنوان یک ناحیه خشک و نیمه­‌خشک می‌پردازد. مدل در دو دامنه (اول) 12 و (دوم) 4 کیلومتری و با استفاده از داده‌های GFS به‌عنوان شرایط اولیه و مرزی برای 17 رخداد بارشی فرین در دوره 2018-2011 و با پیکربندی­های مختلف اجرا شد. برای ارزیابی خروجی مدل WRF از داده‌های 77 ایستگاه‌ باران‌سنجی در منطقه مورد مطالعه‏ استفاده شد. در نهایت، جهت ارزیابی کارایی مدل WRF از چندین معیار آماری و توزیع بارش مکانی و زمانی در منطقه مورد مطالعه، استفاده شد. نتایج این مطالعه نشان داد که انتخاب طرح‌واره‌های فیزیکی مناسب برای پارامترهای تابش موج کوتاه، بلند و لایه سطحی می‌تواند دقت پیش‎‌بینی‌ بارش در دامنه دوم را افزایش دهد. هرچند که مهم‌ترین طرح‌واره در پیش‌بینی بارش، طرح­‌واره خردفیزیک است. به‌طوریکه انتخاب طرح‌واره مناسب خردفیزیک می‌تواند تا حد زیادی دقت پیش‌بینی بارش در یک منطقه را بهبود بخشد. در محدوده استان اصفهان طرح‌واره‌های Revised Monin-Obokhov، Dudhia، RRTMG، NSSL، TiedTKE و BouLac به ترتیب برای پارامترهای فیزیکی لایه سطحی، تابش طول موج کوتاه و بلند، خردفیزیک، همرفت و لایه مرزی سیاره‌ای دارای بیشترین کارایی در پیش‌بینی بارش بودند. بنابراین استفاده از این طرح‌واره‌ها جهت استفاده در مطالعات آتی با هدف پیش‌بینی بارش و استفاده در سامانه‌های پیش‌بینی سیلاب، پیشنهاد می‌شود.