مدل سازی و پیش بینی رفتار دمای سالانه شهر ارومیه با استفاده از مدل باکس- جنکینز و ارتباط آن با گردش عمومی جو منطقه
آرشیو
چکیده
در این پژوهش به منظور آشکارسازی تغییرات احتمالی اقلیم، سری زمانی دمای میانگین سالانه ایستگاه سینوپتیک ارومیه طی دوره آماری 2017-1951 مورد مطالعه قرار گرفت. برای یافتن مدل تغییرات و پیش بینی رفتار سری زمانی از مدل پیش بینی باکس- جنکینز (مدل تلفیقی اتو رگرسیو و میانگین متحرک) استفاده شد. بعد از برازش مدل های مختلف، برای انتخاب مدل بهینه به سنجش میزان R2، معیار اطلاع آکاییک (AIC)، خطای استاندارد رگرسیون (SEE) و معیار شوارتز- بیزین (BIC) پرداخته شد. نتایج نشان داد که مدل سری زمانی (1,0) ARIMA(2,2) دارای نتایج بهتری در مقایسه با دیگر مدل ها بوده و روند تغییرات سری زمانی این مدل خطای کمتری دارد. پس از انتخاب بهترین مدل، با استفاده از آن مقادیر دمای میانگین سالانه برای 13 سال آینده پیش بینی گردید. پیش بینی دما با استفاده از این مدل با برازش خوبی انجام پذیرفت و همبستگی مقادیر واقعی و برازش داده شده در حدود 82 درصد بود. پس از اطمینان از صحت پیش بینی به تخمین سری زمانی تا سال 2030 پرداخته شد. پیش بینی مدل حاکی از آهنگ ملایم افزایش دما در سال های آینده با یک روند خطی رو به بالا است. مطالعه گردش عمومی جو منطقه نیز با استفاده از ترسیم و تحلیل نقشه های تفاضل برای پارامترهای ارتفاع ژئوپتانسیل تراز 500 هکتوپاسکال، چرخندگی نسبی تراز 500 هکتوپاسکال، سرعت قائم جو (امگا) و دمای هوای سطح زمین حاکی از تقویت پایداری جو و همچنین افزایش دمای هوای شهر ارومیه به میزان 4/0 درجه سلسیوس نسبت به گذشته است که نتایج حاصل از مدل باکس- جنکینز را تایید می کند.Modeling and forecasting the behavior of the annual temperature of Urmia using the Box-Jenkins model and its relationship with the general circulation of the region's atmosphere
In this research, in order to reveal possible climate changes, the time series of annual average temperature of Urmia synoptic station during the statistical period of 1951-2017 was studied. Box-Jenkins prediction model (integrated auto-regressive and moving average model) was used to find the change model and predict the behavior of the time series. After fitting different models, R2, Akaike information criterion (AIC), regression standard error (SEE) and the Schwartz-Bayesin criterion (BIC) were measured to select the optimal model. The results showed that the time series model ARIMA (2,2) (1,0) has better results compared to other models and the trend of time series changes of this model has less error. After choosing the best model, the average annual temperature values for the next 13 years were predicted using it. The temperature prediction was done using this model with a good fit and the correlation between the actual and fitted values was around 82%. After ensuring the correctness of the forecast, the time series until 2030 was estimated. The forecast of the model indicates a mild temperature increase in the coming years with an upward linear trend. The study of the general circulation of the atmosphere of the region by drawing and analyzing the difference maps for the parameters of geopotential height of 500 hpa, relative rotation of 500 hpa, vertical velocity of the atmosphere (Omega) and air temperature on the surface of the earth indicates the strengthening of the stability of the atmosphere as well as the increase in temperature. The air of Urmia city is 0.4 degrees Celsius compared to the past, which confirms the results of the Box-Jenkins model.
تبلیغات
