مدل RegCM

با توجه به اهمیت بارش های پاییزه و دما در تامین منابع، و نیاز آبی محصولات کشاورزی و با هدف ارزیابی و واسنجی مدل اقلیمی RegCM3 برای دستیابی به مدل اقلیمی متناسب با شرایط اقلیمی استان به منظور انجام مطالعات و پیش بینی های اقلیمی، بارش و دمای فصول پاییز استان خراسان در یک دوره ده ساله به وسیله مدل مذکور شبیه سازی شد. در این مطالعه از مدل اقلیمی RegCM3 با قدرت تفکیک افقی 15 کیلومتر و چهار طرح واره مختلف گرل FC، گرل AS، کو و امانوئل برای دوره ده ساله 1991 تا 2000 استفاده شد. نتایج مدل سازی بارش با داده های واقعی و CMAP و نتایج دمای مدل سازی شده با داده های دیده بانی شده ایستگاه های هواشناسی استان و داده های دمای مرکز NCEP مقایسه شدند و خطای مطلق میانگین و اریبی آنها محاسبه شدند. کمترین میانگین اریبی فصلی نسبت به بارش واقعی به میزان 1/7- میلی متر در طرح واره کو، و کمترین اریبی میانگین فصلی نسبت به داده های CMAP به میزان 3/9 میلی متر در طرح واره امانوئل مشاهده گردید. در مدل سازی دمای فصل پاییز، کمترین اریبی فصلی در مقایسه با داده های دیده بانی شده به میزان 1/1- درجه سانتی گراد در طرح واره گرل FC رخ داد. در مقایسه با داده های دمای مرکز NCEP نیز طرح واره گرل FC با اریبی سرد oC4/3- دارای کمترین خطا بود. در تحلیلی کلی می توان گفت که طرح واره گرل AS توانمندی مناسبی برای مدل سازی بارش و دمای استان ندارد. نتایج این تحقیق می تواند در مراکز پیش بینی عملیاتی اقلیمی برای صدور پیش بینی های فصلی مورد استفاده قرار گیرد.

این تحقیق به منظور شبیه سازی بارش با مدل دینامیکی RegCM4 در دو حالت با و بدون به کارگیری تکنیک پس پردازش آماری برونداد مستقیم مدل در شرق و شمال شرق ایران و دوره آماری 2011-1987 در مقاطع زمانی سالانه و فصلی انجام شده است. داده های مورد نیاز اجرای مدل دینامیکی RegCM4 از مرکزICTP دریافت گردید. به منظور اجرای مدل دینامیکی اصلی، آزمون تعیین طرحواره بارش همرفت و میزان تفکیک افقی برای سال 2007 انجام گردید. با استناد به آزمون مذکور طرحواره کو به نسبت دو طرحواره گرل و امانوئل، خطای کمتری را در مدل سازی بارش و دمای سطح زمین داشت. تفکیک افقی نیز 30 کیلومتر انتخاب گردید. پس از اجرای اصلی مدل با طرحواره کو و تفکیک افقی 30 کیلومتر، برونداد بارش و دما با استفاده از مدل میانگین متحرک (MA)پس پردازش گردید. بر اساس نتایج حاصله، در منطقه مورد مطالعه، در دوره راستی آزمایی 2011-2006 میانگین اریبی بارش سالانه خام مدل RegCM4 برابر 3/85 میلیمتر و پس پردازش شده 04/61 محاسبه شده است. بطور خلاصه در مقیاس زمانی سالانه در 75 درصد ایستگاه های مطالعاتی انجام پس پردازش موثر واقع شده و روش MA را کاراتر معرفی نموده اند. در مقیاس فصلی متوسط اریبی بارش خطای محدوده در فصل زمستان برابر 99/54 میلیمتر، فصل بهار 11/27 میلیمتر، فصل تابستان 6/3- و در فصل پاییز 21/7 میلیمتر می باشد. شبیه سازی داده های دمای دومتری در ایستگاه های هواشناسی با استفاده از مدل RegCM و نیز اعمال MA در شمال شرق ایران کارایی بالایی را نشان داد. میانگین اریبی دمای سالانه خام مدل RegCM4 برابر 78/2- درجه سانتیگراد بود که پس از اعمال پس پردازش به 05/0- کاهش یافت. در تمامی ایستگاهها دمای سالانه مدل شده با داده های مشاهداتی کمتر از 1/0 درجه سانتیگراد اختلاف دارد. در مقیاس فصلی متوسط اریبی خطای محدوده در فصل زمستان برابر 1/4- درجه، فصل بهار 09/4- درجه، فصل تابستان 8/1- درجه و در فصل پاییز 5/1- درجه سانتیگراد می باشد. به طور کلی نتایج نشان می دهد که استفاده از پس پردازش آماری بهبود قابل ملاحظه ای روی نتایج مدل دارد.

استان خراسان بزرگ واقع در شمال شرق ایران ساختار سطحی متنوعی با دشت ها و قله های متعدد دارد اما به دلیل مجاورت با بیابان های افغانستان و ترکمنستان در همه اوقات سال به ویژه تابستان تحت تأثیر گردوخاک قرار می گیرد. هدف از این مطالعه، شبیه سازی گردوخاک های تابستانی توسط مدل RegCM است. به این منظور در طی دوره 2000 تا 2017 سه رویداد گردوخاک شدید و فراگیر انتخاب شدند. وجود گردوخاک با تصویر ماهواره تائید و سپس ساختار همدیدی تحلیل شد. در انتها نیز نتیجه شبیه سازی مدل RegCM4.6 با داده های مشاهداتی دید افقی و عمق نوری اپتیکی هواویز AOD ماهواره آکوا مقایسه شد. نتیجه بررسی همدیدی نشان می دهد که در فصل تابستان کم فشار حرارتی در جنوب و پرفشار در شمال افغانستان شکل می گیرد که منجر به توسعه بادهای شمال و شمال شرقی با سرعت 12 تا 21 متربر ثانیه در مرز شرقی ایران و غرب افغانستان شده و گردوخاک در این مناطق انتشار می یابد. بررسی برون داد مدل RegCM بادید افقی و AOD حاصل از ماهواره آکوا نشان می دهد که عمل کرد مدل در خراسان جنوبی بهتر از خراسان رضوی است. بیشترین ضریب همبستگیAOD مدل و دید افقی در ایستگاه های مرکزی خراسان شامل گناباد، فردوس، نهبندان و قائن به ترتیب با 82/0-، 77/0- و 44/0- در 1 جولای 2014 به دست آمد. مدل RegCM در گردوخاک های شدید با کاهش دید افقی به کمتر از 1000 متر، تداوم و گسترش افقی زیاد نتیجه بهتری از شبیه سازی گردوخاک به دست می دهد. به طورکلی مدل RegCM ازنظر مقدار AOD را کمتر از الگوریتم ماهواره آکوا برآورد می نماید. شماره ی مقاله: ۳