ارزیابی منابع بارش جهانی با قدرت تفکیک زمانی و مکانی بالا در سطح حوضه دره رود اردبیل

محورهای موضوعی : مدیریت آب در مزرعه با هدف بهبود شاخص های مدیریتی آبیاری

علیرضا پیل پایه ¹ , افشین شایقی ² , آیدین باختر ³ , اکبر رحمتی ⁴ , افشین وطنخواه ⁵

1 - گروه مهندسی عمران، واحد پارس آباد مغان، دانشگاه آزاد اسلامی، پارس آباد، ایران،
2 - کارشناسی ارشد مهندسی مدیریت منابع آب دانشگاه بین المللی امام خمینی (ره)، قزوین، ایران
3 - دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی مدیریت منابع آب، گروه مهندسی آب، دانشگاه ارومیه، ایران
4 - کارشناسی ارشد رشته مهندسی منابع آب، پردیس ابوریحان، دانشگاه تهران، ایران
5 - دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی عمران مدیریت منابع آب، واحد پارس آباد مغان، دانشگاه آزاد اسلامی، پارس اباد ، ایران

تاریخ دریافت : 1398/05/31 تاریخ پذیرش : 1399/02/22 تاریخ انتشار : 1399/05/01

کلید واژه: شبکه‌بندی, بارش, جدول توافقی, ماهواره, قدرت تفکیک,

چکیده مقاله :

پراکنش نامناسب ایستگاه‌های اندازه‌گیری بارش در سطح زمین، باعث افزایش استفاده از منابع بارش شبکه‌بندی شده متشکل از منابع ماهواره‌ای، بازتحلیل و زمینی شده است. بنابراین، اندازه‌گیری و برآورد دقیق مقدار و رخدادهای بارش از اهمیت زیادی برخوردار است. با توسعه روزافزون تکنولوژی‌های ماهواره‌ای در دهه‌های اخیر، امکان دسترسی به منابع بارشی با تفکیک مکانی و زمانی بالا برای بسیاری از نقاط جهان فراهم شده است. با توجه به این‌که این منابع بارشی به دلیل عدم قطعیت‌هایی که در تخمین ضخامت ابر و بارش دارند، بدون ارزیابی اولیه قابل استفاده نیستند. هدف از این پژوهش ارزیابی منابع بارش CMORPH، PERSIANN و PERSIANN-CDR بر اساس شاخص‌های آماری و همچنین شاخص‌های جدول توافقی در سطح حوضه دره‌رود اردبیل است. بررسی نتایج بدست آمده حاکی از آن است که منبع CMORPH در اکثر ایستگاه‌های مورد بررسی با دارا بودن شاخص‌ RMSE کمتر از 3 میلیمتر و شاخص CC بیشتر از 7/0، از عملکرد بهتری در برآورد بارش سطح حوضه برخوردار می‌باشد. همچنین از لحاظ شاخص‌های بدست آمده از جدول توافقی بارش نیز، منبع CMORPH در اکثر شاخص‌ها (به جز Bias) بهتر از منابع دیگر عمل کرده است و لذا توصیه می‌شود در صورت استفاده از این منابع بارش در مطالعات آینده در سطح حوضه دره‌رود، می‌توان با تصحیح اریبی از داده‌های منبع CMORPH استفاده نمود.

چکیده انگلیسی:

Inappropriate distribution of precipitation measurement stations has increased the use of gridded precipitation datasets consisting of satellite, reanalysis and ground- based datasets .Accurate measurement and estimation of precipitation amounts and events is very important. With the increasing development of satellite technologies in recent decades, access to high spatio- temporal resolution of precipitation data has been provided in many parts of the world. Given that these precipitation datasets cannot be used without initial assessment due to uncertainties in estimating cloud and precipitation thickness. The purpose of this study was to evaluate CMORPH, PERSIANN and PERSIANN-CDR precipitation datasets based on statistical indices such as contingency table indices at Dare-roud basin which is located in Ardabil province. Results show that CMORPH product performs better in estimating basin precipitation in most of the stations with RMSE index less than 3 mm and CC index higher than 0.7. Also in terms of the contingency table indices, the CMORPH performs better in most of the indices (except Bias) than other products, so it is recommended to correct its bias and use this precipitation product in future studies in Darehroud basin.

منابع و مأخذ:

عزیزیان، الف.، شایقی، الف. و بروکا، ل. 1398. ارزیابی کارائی منابع بارشی بازتحلیل شده و مبتنی بر تکنیک‌های سنجش از دور جهت مدلسازی هیدرولوژیکی با استفاده از مدل بزرگ مقیاسVIC-3L. مجله تحقیقات منابع آب ایران، 15 (2): 72-57.

عبدالهی، ب.، حسینی موغاری س. و ابراهیمی، ک. 1396. ارزیابی داده‌های ماهواره‌ای TRMM 3B42RT V7 و CMORPH به منظور تخمین بارش در حوضه گرگانرود. مجله علوم و مهندسی آبخیزداری ایران، 11 (36): 55-68.‎

رحمتی، الف.، مساح­بوانی، ع. 1398. ارزیابی پایگاه داده­های جهانی بارش برای استفاده در مدل­های فیزیکی، مطالعه موردی: حوزه آبریز کارون. مجله تحقیقات منابع آب ایران، 15 (1): 192-178.

میان آبادی، الف.، علیزاده، الف.، ثنایی‌نژاد، ح.، بنایان اول، م. و فریدحسینی ع. 1393. ارزیابی آماری خروجی مدل CMORPH در برآورد بارش شمال شرق ایران (مطالعه موردی: خراسان شمالی). نشریه آب وخاک، 5 (27): 919-927.

Ashouri. H. P. Nguyen. A. Thorstensen. K. Hsu. S. Sorooshian. D. Braithwaite. 2016. Assessing the Efficacy of High-Resolution Satellite-Based PERSIANN-CDR Precipitation Product in Simulating Streamflow. Journal of Hydrometeorology 17(7): 2061-2076.

Ashouri. H. Hsu K L. Sorooshian. S. Braithwaite. D. K. Knapp K. R. Cecil. L. D. Prat. O. P. 2015. PERSIANN-CDR: Daily precipitation climate data record from Multisatellite observations for hydrological and climate studies. Bulletin of the American Meteorological Society 96(1): 69-83.

Bohnenstengel. S. Schlüenzen. KH. Beyrich. F.2011. Representatively of in situ precipitation measurements - a case study for the LITFASS area in North-Eastern Germany. Journal of Hydrology 400 (3-4): 387-395.

Dembele. M. S. J. Zwart. 2016. Evaluation and comparison of satellite-based rainfall products in Burkina Faso. West Africa. International Journal of Remote Sensing 37(17): 3995-4014.

Duan. Z. Liu. J. Tuo. Y. Chiogna C. Disse. M. 2016. Evaluation of eight high spatial resolution gridded precipitation products in Adige Basin (Italy) at multiple temporal and spatial scales. Science of the Total Environment 573: 1536-1553.

De Leeuw J. J. Methven. M. Blackburn. 2015. Evaluation of ERA-Interim reanalysis precipitation products using England and Wales observations. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society 141 (688): 798-806.

Ghajarnia. N. Liaghat. A. Arasteh. P. D. 2015. Comparison and evaluation of high-resolution precipitation estimation products in Urmia Basin Iran. Atmospheric Research 158: 50-65.

Hosseini-Moghari. Seyed-Mohammad. Shahab Araghinejad. and Kumars Ebrahimi. 2018. Spatio-temporal evaluation of global gridded precipitation datasets across Iran. Hydrological sciences journal 63.11 .1669-1688.

Hsu. KL. Gao. X. Sorooshian. S. Gupta. HV. 1997. Precipitation estimation from remotely sensed information using artificial neural networks. Journal of Applied Meteorology 36: 1176-1190.

Javanmard. S. A. Yatagai. M. Nodzu. J. BodaghJamali and H. Kawamoto. 2010. Comparing high-resolution gridded precipitation data with satellite rainfall estimates of TRMM_3B42 over Iran. Advances in Geosciences 25: 119-125.

Krogh. S. A. Pomeroy. J. W. McPhee. J. 2015. Physically Based Mountain Hydrological Modeling Using Reanalysis Data in Patagonia. Journal of Hydrometeorology 16(1): 172-193.

Katiraie-Boroujerdy. P. S. N. Nasrollahi. K. Hsu. S. Sorooshian. 2013. Evaluation of satellite-based precipitation estimation over Iran. Journal of arid environments 97: 205-219.

Li. X. H. Q. Zhang. And C. Y. Xu. 2012. Suitability of the TRMM satellite rainfalls in driving a distributed hydrological model for water balance computations in Xinjiang catchment. Poyang lake basin. Journal of Hydrology 426: 28-38.

Moazami. S. S. Golian. Y. Hong. C. Sheng and M. R. Kavianpour. 2016. Comprehensive evaluation of four high-resolution satellite precipitation products under diverse climate conditions in Iran. Hydrological Sciences Journal 61(2): 420-440.

Sharifi. E. R. Steinacker and B. Saghafian. 2016. Assessment of GPM-IMERG and other precipitation products against gauge data under different topographic and climatic conditions in Iran: Preliminary results. Remote Sensing 8(2): 135-148.

Xie. ZH. Yuan. F. Duan. Q. Liang. M. Chen. F. 2007. Regional parameter estimation of the VIC land surface model: methodology and application to river basins. Journal of Hydrometeorology 8(3): 447-468.

Zhao. T. and A. Yatagai. 2014. Evaluation of TRMM 3B42 product using a new gauge‐based analysis of daily precipitation over China. International Journal of Climatology 34(8): 2749-2762.