ارزیابی خروجی ادغام شده مدل های اقلیمی CMIP6 برای تخمین شدت - فراوانی بارش های 24 ساعته در ایران (مقاله علمی وزارت علوم)
درجه علمی: نشریه علمی (وزارت علوم)
آرشیو
چکیده
منحنی های شدت-مدت-فراوانی (IDF) از جمله ابزارهای مهم در طراحی سازه های آبی و هیدرولیکی هستند. این منحنی ها براساس داده های بارش ایستگاه های باران سنجی تخمین زده می شوند. اما تغییر اقلیم می تواند بر شدت و فراوانی وقوع پدیده های حدی مانند بارش های شدید تاثیرگذار باشد. بنابراین، منحنی های IDF موجود ممکن است برای طراحی سازه ها قابل اعتماد نباشند و باید مجدداً بر اساس داده های جدیدتر تخمین زده شوند. بر اساس خروجی مدل های اقلیمی می توان اثر تغییر اقلیم بر منحنی های IDF را بررسی نمود. برای این کار معمولاً پس از استخراج منحنی های IDF از هر مدل اقلیمی، منحنی نهایی مورد استفاده بر اساس میانه (median) داده ها استخراج می شود. در این مطالعه، 5 مدل اقلیمی از مدل های اقلیمی آخرین گزارش کمیته بین الدول تغییر اقلیم (CMIP6) انتخاب شده و دقت آنها در تخمین منحنی های شدت-فراوانی بارش 24 ساعته در 12 ایستگاه در ایران ارزیابی شد. همچنین، علاوه بر ارزیابی هر مدل، خروجی ادغام شده (pooled) مدل ها نیز مورد ارزیابی قرار گرفت و نتایج آن با منحنی حاصل از میانه داده ها مقایسه شد. معیارهای خطاسنجی شامل خطای میانگین (ME)، جذر میانگین مربعات خطا (RMSE) و خطای نسبی (RE) نشان داد که از بین مدل های مورد بررسی، مدل CMCC-CM2-SR5 در اغلب ایستگاه ها بهتر از سایر مدل ها شدت بارش 24 ساعته را تخمین می زند که این مسئله می تواند به دلیل توان تفکیک بهتر این مدل باشد. همچنین ادغام مدل ها و تخمین منحنی IDF با داده های ادغام شده نتایج بهتری از روش میانه و همچنین از اغلب مدل ها به ویژه در دوره های بازگشت طولانی تر به همراه داشت.Assessment of Pooled CMIP6 Climate Models for estimation of Intensity-Frequency of 24-hour precipitation in Iran
Intensity-Duration-Frequency (IDF) curves are crucial in the design of water and hydraulic infrastructures. These curves are estimated based on rainfall data collected by rain gauge stations. However, due to global climate change, the intensity and frequency of extreme events can be altered. Hence, the existing IDF curves may not be reliable for the design of infrastructures and should be revised based on more recent data. Climate models can be used to investigate the impact of climate change on IDF curves. Typically, after developing the IDF curves from each climate model, the final curve used is extracted based on the median of the data. This study explores the use of five CMIP6 climate models to estimate the intensity-frequency curves of 24-hour rainfall at 12 stations in Iran. In addition to evaluating each model individually, this study also assesses the combined output of the models and compares its results with the curve obtained from the median of the data. Evaluation metrics such as mean error (ME), root mean square error (RMSE) and relative error (RE) indicated that among the studied models, the CMCC-CM2-SR5 model provides a better estimate of the 24-hour rainfall intensity at most stations, likely due to its finer resolution. Furthermore, pooling the models and estimating the IDF curve with the pooled data yielded better results than the median method and most of the individual models, particularly for longer return periods. This suggests that using pooled data from multiple models could improve the accuracy of IDF curve estimates
تبلیغات
