پیش بینی مناطق در خطر سرمازدگی با استفاده از مدل NEAT (مقاله علمی وزارت علوم)

چکیده

سرمازدگی از جمله پدیده هایی است که همه ساله خسارات بسیاری بر بخش کشاورزی وارد می سازد. از دیدگاه هواشناسی/اقلیم شناسی هنگامی که دمای هوا به کمتر از آستانه تحمل گیاهی می رسد، پدیده سرمازدگی اتفاق می افتد. این پژوهش به پیش بینی مناطق در خطر سرمازدگی با استفاده از روش NEAT[1] در ایالت جورجیای آمریکا می پردازد. روش NEAT برای تخمین دمای هوا در نزدیکی سطح بکار گرفته شد. بدین منظور از داده های سنجنده مادیس مستقر بر سکوهای ترا و آکوا و داده های ایستگاه های هواشناسی شبکه AEMN[2] استفاده شده است. جهت پیاده سازی مدل، دو بازه زمانی 3 تا 9 دسامبر سال 2006 و 3 تا 11 آپریل 2007 انتخاب شدند. در این دوبازه، سرمازدگی خسارات زیادی به محصولات کشاورزی در جنوب شرق آمریکا وارد کرده است. ابتدا با استفاده از داده های شبکه AEMN ضرائب مدل NEAT برای برون یابی دمای هوا به ساعات بعد محاسبه شده و مورد ارزیابی قرار گرفت. سپس دمای هوای نزدیک سطح با استفاده از محصولات مادیس برای لحظه گذر شبانه دو سنجنده مادیس مستقر بر سکوهای آکوا و ترا استخراج گردید. در نهایت مدل NEAT بر روی دمای هوای استخراج شده از تصاویر ماهواره ای اعمال گردیده و دمای شبانه از حدود ساعت 22:30 شب تا 7:30 صبح در بازه های زمانی 15 دقیقه ای پیش بینی شده است. جهت ارزیابی، داده های 68 ایستگاه شبکه AEMN در این دو بازه زمانی مورد استفاده قرار گرفت. در نهایت مقادیر RMSE  و تغییرات پارامترهای دقت کلی و دقت کاربر در مورد پیش بینی سرمازدگی در طول شب مورد بررسی قرار گرفت. مقدار RMSE کل برای تعداد 13840 داده ، 5/2 درجه بدست آمد. پارامتر RMSE  از لحظه گذر تا 6 ساعت پس از آن، دارای روند افزایشی می باشد و با دور شدن از لحظه گذر از 1/0 تا 5/2 درجه سلسیوس تغییر می کند. نتایج حاصل می تواند تا حد زیادی در شناسایی و پیش بینی مناطق در خطر سرمازدگی مفید باشد.