سمیه حجابی؛ جواد بذرافشان
چکیده
خشکسالی یک رخداد هواشناسی تکرارشونده و موقتی است که ناشی از کاهش بارندگی نسبت به میانگین بلندمدت آن میباشد. با توجه به اهمیت پیشبینی خشکسالی و نقش آن در مدیریت منابع آب، در این مطالعه به ارزیابی مهارت شش نوع مدل استوکاستیک (AR، MA، ARMA، ARIMA غیرفصلی، ARIMA فصلی و ARIMA مکثّر) در مدلسازی و پیشبینی سریهای زمانی شاخص بارندگی استاندارد ...
بیشتر
خشکسالی یک رخداد هواشناسی تکرارشونده و موقتی است که ناشی از کاهش بارندگی نسبت به میانگین بلندمدت آن میباشد. با توجه به اهمیت پیشبینی خشکسالی و نقش آن در مدیریت منابع آب، در این مطالعه به ارزیابی مهارت شش نوع مدل استوکاستیک (AR، MA، ARMA، ARIMA غیرفصلی، ARIMA فصلی و ARIMA مکثّر) در مدلسازی و پیشبینی سریهای زمانی شاخص بارندگی استاندارد شده (SPI) پرداخته شد. برای دستیابی به این هدف، از داده های بارندگی ماهانه ی 10 ایستگاه سینوپتیک با اقلیم های خیلی مرطوب تا فراخشک (دورهی آماری 2007-1973) استفاده شد. ابتدا از طریق انتقال احتمال تجمعی توزیع بهینه بارندگی به توزیع احتمال تجمعی نرمال استاندارد، مقادیر SPI در مقیاسهای زمانی 3، 6 و 12 ماهه محاسبه شد. سپس، در یک فرآیند چند مرحله‌ای (شناسایی، برآورد پارامتر و آزمون کفایت مدل) توسعه ی مدلها بر روی مقادیر SPI مربوط به دورهی 1973 تا 2000 صورت گرفت و از بین مدلهای داوطلب، مناسبترین مدل استوکاستیک برای هر یک از مقیاسهای زمانی تعیین شد. به منظور صحت سنجی مدل های منتخب، پس از انجام پیش بینی های یک تا دوازده گام به جلو مقادیر SPI برای دورهی 2001 تا 2007، به مقایسهی مقادیر و طبقات مشاهده شده و پیش بینی شده ی SPI پرداخته شد. نتایج ارزیابی دقت مدلها در پیشبینی مقادیر SPI در ایستگاههای منتخب نشان داد در پیش بینی یک گام به جلو، در مقیاس 3 ماهه، مدل استوکاستیک ایستگاه بوشهر (0/70=r و 0/66=RMSE) و در مقیاس 6 ماهه و 12 ماهه، مدل استوکاستیک ایستگاه همدان نوژه (مقیاس 6 ماهه: 0/84=r و 0/41=RMSE؛ مقیاس 12 ماهه: 0/93=r و 0/30=RMSE) دارای بیشترین دقت در مقایسه با مدل استوکاستیک سایر ایستگاهها میباشد. همچنین با افزایش مقیاس زمانی، خطای پیشبینی به میزان قابل توجهی کاهش مییابد و با افزایش گام زمانی دقت پیش بینی کاهش مییابد. نتایج ارزیابی دقت مدلها در پیشبینی طبقات SPI بر مبنای آمارهی کاپا (K) نشان داد حداکثر توافق طبقات مشاهده شده و پیش بینی شدهی یک گام به جلو در مورد SPI3، SPI6 و SPI12 به ترتیب مربوط به ایستگاه بوشهر (0/46=K)، ایستگاه گرگان (0/66=K) و ایستگاه زاهدان (0/81=K) میباشد. همچنین با افزایش مقیاس زمانی، میزان توافق طبقات مشاهده شده و پیش بینی شده افزایش مییابد و با افزایش گام زمانی میزان توافق طبقات مشاهده شده و پیش بینی شده کاهش مییابد.