CHIRPS

هدف اصلی پژوهش حاضر تحلیل همدیدی سازوکار حاکم بر وقوع بارش های سنگین بهاره در شمال غرب ایران می باشد. بدین جهت داده های بارش روزانه فصل بهار تعداد 15 ایستگاه همدید در منطقه شمال غرب کشور برای یک دوره 34 ساله (2014-1981) مورد استفاده قرار گرفت و با بهره گیری از شاخص صدک و لحاظ نمودن صدک 95% به بالا، 98 روز بارش سنگین و فراگیر شناسایی شد. به منظور تعیین الگوی همدیدی با بهره گیری از داده های بازتحلیل شده NCEPNCAR، نقشه های مربوط به ارتفاع ژئوپتانسیل، فشار سطح دریا، خطوط جریان، تاوایی نسبی، شار رطوبت در ترازهای متفاوت به صورت 6 ساعته تهیه شد و الگوی منطقه ای جریان و شرایط جوی حاکم از دو روز قبل از وقوع روز بارشی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. یافته ها بیانگر آن است که بارش های سنگین شمال غرب ایران در قالب 4 الگوی همدیدی قابل دسته-بندی می باشند. در الگوی اول، علت اصلی وقوع بارش سنگین در منطقه، عبور چرخند یا سامانه کم فشار دینامیکی مهاجر و منطقه همگرایی و گردش چرخندی ناشی از آن است که عامل اصلی تزریق رطوبت به داخل این چرخندها، واچرخند مستقر بر روی دریای عرب می باشد. در الگوی دوم سامانه بندالی از نوع زوجی در تراز میانی وردسپهر با توقف حرکت سامانه های گردشی در تراز میانی و زیرین جو منجر به وقوع بارش سنگین شده است. در الگوی سوم یک مرکز کم فشار در تراز دریا مشاهده نمی گردد، اما یک مرکز گردش چرخندی بر روی منطقه شکل گرفته است.

سابقه و هدف : بارش، به منزله یکی از اصلی ترین مؤلفه های بیلان آب، نقش مهمی در توزیع مکانی و زمانی آب در دسترس دارد و مهم ترین عاملی است که در چرخه هیدرولوژی، دخالت مستقیم دارد. به دلیل فقدان داده های بارش به روز و طولانی مدت با صحت مناسب و تغییر پذیری زیاد این کمّیت در مکان و زمان، پایش آن در وسعت های زیاد، بسیار دشوار است. همچنین هزینه بر بودن ایجاد ایستگاه اندازه گیری بارش، کمبود ایستگاه، مستقر نبودن دستگاه های ثبت کننده در مناطق صعب العبور، برداشت های نقطه ای و تعمیم پذیر نبودن اندازه گیری ها در نواحی وسیع و نیز نبودِ توانایی مطلوب در ثبت بارندگی های رگباری و سنگین همرفتی، همواره پژوهشگران حوزه های جوّی و هیدرولوژی را در اندازه گیری بارش، با چالش مواجه کرده است؛ ازاین رو استفاده از محصولات ماهواره ای جایگزین مناسبی برای دستیابی به داده های بارش، به ویژه در مناطق فاقد آمار و مناطق با تراکم ایستگاه های زمینی پایین است. اما محصولات ماهواره ای نیز خطاهای متعددی دارند؛ به همین دلیل، ارزیابی و بررسی دقت این محصولات قبل از استفاده، ضروری است. بنابراین، در تحقیق حاضر، محصولات بارش سه ماهواره CHIRPS، MERRA و TRMM در مقیاس ماهیانه، در سطح کشور ایران، ارزیابی شده است. مواد و روش ها: در این مطالعه، داده های 222 ایستگاه سینوپتیک کشور ایران، از ژانویه 2005 تا دسامبر 2019، در مقیاس زمانی ماهیانه از سازمان هواشناسی کل کشور دریافت شد. محصولات بارش ماهواره هایCHIRPS ، TRMM و MERRA نیز از سایت ناسا دانلود و پس از همسان سازی فرمت داده ها، به داده های عددی هم واحد تبدیل شدند. دراِدامه، داده های ماهواره ای و داده های ایستگاه های سینوپتیک زمینی به صورت یکپارچه درکنار هم قرار گرفتند و درنَهایت، داده های تخمینی و مشاهده ای اعتبارسنجی شدند تا میزان خطای پیش بینی ماهواره ها، با استفاده از شاخص های آماری شامل Bias، MAE، RMSE، R و R^2 به دست آید و موفقیت سنجنده ها، با استفاده از شاخص های مطابقت شامل POD، FAR و CSI، صحت سنجی و بررسی شود. نتایج و بحث: با توجه به نتایج، TRMM با 84/23 = RMSE و 69/0 = R^2، درمقایسه با ماهواره های دیگر، عملکرد خوبی داشته است. سایر شاخص ها نیز حاکی از برتری این ماهواره بر دیگر ماهواره هاست. ماهواره MERRA، با 57/30 = RMSE و 56/0 =R^2، درمقایسه با TRMM عملکردی ضعیف و درقیاس با CHIRPS عملکردی بهتر داشته است و از این لحاظ، در رتبه دوم قرار دارد. ماهواره CHRIPS نیز تقریباً در همه شاخص ها عملکردی ضعیف تر از دو ماهواره دیگر نشان داده است. با توجه به این اطلاعات و مقدار Bias حاصل شده، هر سه ماهواره بارندگی را کمتر از مقدار واقعی برآورد کرده اند اما ماهواره TRMM، درمقایسه با دو ماهواره دیگر، کم برآوردتر بوده و در این شاخص نیز، برتر از دو ماهواره دیگر عمل کرده است. نتیجه گیری: صحت سنجی تک تک ایستگاه ها نشان داد که داده های هر سه ماهواره، طبق شاخص POD، دامنه تغییرات اندک و نزدیک به صفر دارند و طبق شاخص های FAR و CSI، این اختلاف حدود 5/0 است؛ بیشترین آن به محصولات ماهواره MERRA، با دامنه تغییرات 148/0، تعلق دارد که نشان می دهد طبق این شاخص ها، می توان به داده های این ماهواره ها تاحد بسیاری اعتماد داشت. نتایج FAR و CSI بیان می کند که هرچند محصولات MERRA در تمامی ایستگاه ها، با اختلاف بسیار جزئی، کمترین میزان خطا و اشتباه را در تشخیص روزهای غیربارانی و بارانی داشته اند، براساس نتایج این تحقیق می توان گفت که درمجموع، محصولات ماهواره TRMM دارای صحت مناسب، تشخیص و مطابقت مطلوب در تمامی ارزیابی هاست.