علی شاهی

این مطالعه با هدف ارزیابی دقت تخمین عمق برف توسط دو پایگاه بازتحلیل ERA5-Land و MERRA-2 در شمالغرب ایران (10 ایستگاه همدیدی منتخب) طی یک دوره 2۰ ساله (2004 تا 2023) انجام شده است. داده های ایستگاه زمینی از سازمان هواشناسی ایران و داده های مربوط به دو پایگاه بازتحلیل از سایت ناسا برای MERRA-2 و کوپرنیکس برای ERA5-Land دریافت شدند. برای مقیاس کاهی برونداد دو پایگاه داده مذکور از روش نگاشت چارکی (Quantile Mapping) استفاده شد. دقت دو پایگاه بازتحلیل برای ارزیابی عملکردشان با روش های آماری KGE، تیلور، ضریب همبستگی پیرسن و RMSE در نرم افزار R به صورت مقایسه عمق برف برآورد شده با ایستگاه های هواشناسی همدیدی زمینی در مقیاس زمانی ماهانه انجام گرفت. محاسبات نشان داد که روش تصحیح اریبی نگاشت چارکی (QM) برای متغیر برف قابل اطمینان است. پایگاه بازتحلیل ERA5 Landتوانایی تشخیص عمق برف در شمال غرب ایران را در فصل زمستان دارد و در مقایسه با داده های پایگاه بازتحلیل 2 MERRAدقت بالاتری دارد. نتایج نشان داد که پایگاه بازتحلیل ERA5 Land در ایستگاه های مهاباد، خوی، تبریز، اهر، ارومیه و مراغه بهترین عملکرد را داشته اند. نتایج نشان داد با گذر از غرب منطقه شمالغرب ایران به سمت شرق آن بر میزان عدم قطعیت داده های عمق برف پایگاه بازتحلیل ERA5 Land افزوده می شود.

این مطالعه با هدف ارزیابی مکانی و زمانی دقت تخمین بارش پایگاه بازکاوی ERA5-Land استان اصفهان (ایران) در دوره 2004 تا 2023 انجام شده است. برای این منظور، از 6 ایستگاه همدیدی منتخب (اصفهان، داران، سمیروم، نایین، خور و بیابانک و کاشان) به عنوان نماینده منطقه مورد مطالعه استفاده شد. داده های ایستگاه زمینی از سازمان هواشناسی ایران و داده های مربوط به بازکاوی ERA5-Land از درگاه اینترنتی کوپرنیکس دریافت شد. دقت برونداد بارشی پایگاه مذکور، به صورت مقایسه بارش های برآورد شده بازکاوی با ایستگاه های هواشناسی همدیدی زمینی در مقیاس زمانی ماهانه با استفاده از نمودار تیلور و شاخص های آماری کلیدی نظیر RMSE، NSE، میانگین خطا، BIAS و شاخص ویلموت انجام گرفت. برای افزایش دقت برونداد پایگاه بازکاوی از روش تصحیح اریبی نگاشت چارک (Quantile Mapping) استفاده گردید. در گام بعد، برای ارزیابی اختلاف میانگین بارش ماهانه در دوره 20 ساله دو پایگاه داده در نرم افزار GIS پهنه بندی صورت گرفت تا از لحاظ مکانی مناطق دارای بیش برآوردی و کم برآوردی بارش توسط ERA5-Land تعیین گردد. محاسبات نشان داد که داده های بارش پایگاه بازکاوی در این تحقیق تخمین بسیار مناسبی از بارش استان اصفهان را با حداکثر اختلاف 10 میلی متر در مقایسه با داده های ایستگاه های زمینی انجام داده اند. یافته ها همچنین حاکی از آن است که بهترین عملکرد پایگاه ERA5-Land در فصول زمستان و پاییز است و همچنین بیشینه و کمینه اختلاف داده های بارش بین دو پایگاه داده، به ترتیب در غرب و شمال منطقه مورد مطالعه رؤیت شده است. از لحاظ بیش برآوردی و کم برآوردی توزیع مکانی خاصی مشاهده نشد. نتایج نشان داد که برونداد ریزگردانی شده پایگاه بازکاوی ERA5-Land از دقت بالا و مناسب جهت تخمین بارش منطقه مورد مطالعه برخوردار است.

بارش یکی از فراسنج های جوی بسیار تغییرپذیر جوی است که چگونگی و زمان رخداد تغییرات آن توجه پژوهشگران را به خود جلب کرده است. در پژوهش حاضر به منظور شناسایی تغییرات رخ داده در بارش شمال غرب کشور بین سال های 1348-1397 (1970 تا 2019) و با درنظر گرفتن اثر دریای مدیترانه بر  مقدار بارش ایران، به ویژه شمال غرب کشور، ارتباط نمایه ی پیوند از دور مدیترانه MOIac  که در الجزایر و قاهره واقع است را با استفاده از روش همبستگی و رگرسیون حداقل مربعات خطا واکاوی شد. تمامی واکاوی ها بر روی فازهای مثبت و منفی نمایه نیز انجام گرفت. نتایج حاکی از آن است که به صورت کلی ارتباط ضعیف بین نمایه ی مورد مطالعه و بارش وجود داشت. این شرایط برای فازها نیز صادق است. با این وصف بیش ترین نواحی متأثر از نم این مطالعه با هدف پیش نگری بارش در 32 ایستگاه همدیدی نیمه شمالی ایران در سه دهه آتی انجام گرفت. برای این منظور، از داده های 5 مدل AOGCM به نام های MPI-ESM1-2-HR، INM-CM5-0،CMCC-CM2-SR5 ،BCC-CSM2-MR ،EC-EARTH3-CC  از مجموعه مدل های سری CMIP6 تحت 2 سناریویSSP2-4.5  (متوسط) و SSP5-8.5 (بدبینانه) استفاده شد. دوره مشاهداتی 1985-2014 و دوره آینده 2030-2059 در نظر گرفته شدند. کارایی مدل ها با محاسبه سنجه آماری KGE ارزیابی شدند و برای انتخاب روش مناسب ریزمقیاس از میان روش های Linear Scaling، Power transformation و Distribution mapping نمودار تیلور استفاده شد. به منظور کاهش عدم قطعیت با روش میانگین گیری وزنی (مبتنی به رتبه)، مدل همادی محاسبه شد. محاسبات نشان داد که مدل همادی تولید شده کارایی بهتری را نسبت به مدل های منفرد دارد. بیشینه کاهش بارش در مقیاس سالانه در دوره آتی در ایستگاه جلفا با مقدار تقریبی 40 درصد در سناریوی متوسط رخ خواهد داد و بیشترین افزایش بارش در ایستگاه سهند با افزایش 14 درصدی در دوره آینده در سناریوی بدبینانه اتفاق خواهد افتاد. یافته های تحقیق حاکی از آن است که مقدار بیشینه، متوسط و کمینه شاخص آماری KGE برای مدل همادی در مقایسه با مقادیر بارش ایستگاه های منطقه مورد مطالعه به ترتیب 1/0، 05/0 و صفر بوده است. نتایج نشان داد که در مقیاس زمانی سالانه، تحت سناریوی متوسط، 78 درصد ایستگاه ها کاهش بارش را تجربه خواهند کرد درصورتی که تحت سناریوی بدبینانه، 75 درصد ایستگاه های هواشناسی مورد مطالعه افزایش بارش را خواهند داشت. مطابق تحقیق حاضر، 56 درصد از ایستگاه های مورد مطالعه دارای تغییرات سالانه بارشی صعودی تحت سناریو SSP585 و نزولی تحت سناریو SSP245 بودند.