post-processing
در نشریات گروه مهندسی آب-
پیش بینی های فصلی نقشی حیاتی در مدیریت منابع آب و توسعه سامانه های پیش بینی و خشکسالی ایفا می کنند. در تحقیق حاضر پیش بینی های همادی ماهانه بارش و دمای سه مرکز پایگاه داده C3S در طول سال های 1993 تا 2018 برای هشت گروه بارشی ایران در افق های زمانی 1 تا 3 ماه مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفت. همچنین با هدف بهبود مهارت پیش بینی های خام در هشت گروه بارشی، از روش های نگاشت چندک (QM)، روش مقیاس دهی خطی (LS) و روش نگاشت توزیع گاما (GDM) برای پس پردازش پیش بینی های بارش و از روش های مقیاس دهی خطی (LS) و روش مقیاس دهی واریانس (VS) برای پس پردازش پیش بینی های دما استفاده شد. نتایج این تحقیق نشان می دهد که پیش بینی های خام بارش مدل ها در گروه های بارشی غرب ایران بهترین و در گروه های بارشی شمال ایران ضعیف ترین عملکرد را دارند. پیش بینی های دما در اغلب موارد، فرو پیش بینی و تقریبا همه روش های پس پردازش قادر به تقلیل خطاها و بهبود دقت پیش بینی ها در بیشتر گروه های بارشی بخصوص برای پیش بینی های مدل ECMWF بودند. در حالت کلی مدل های ECMWF بعد از پس پردازش بهترین عملکرد و مدل MF بدترین عملکرد را داشت. در بین روش های پس پردازش بارش دو روش GDM و LS عملکرد بهتری داشتند که در گروه های پربارش شمال ایران (G6 و G8) برتری روش های LS و GDM کاملا محسوس است. در خصوص پس پردازش پیش بینی های همادی دما، روش VSکمی بهتر از LS بود و عملکرد روش های پس پردازش در ماه های سرد سال (اواخر فصل پاییز و فصل زمستان) بسیار موثر و در ماه های گرم (فصل تابستان) اندکی ضعیف تر از بقیه ماه ها بود.کلید واژگان: پیش بینی همادی هواشناسی، C3S، پیش بینی بلندمدت، پس پردازشSeasonal precipitation forecasting plays a pivotal role in water resource management and development of warning systems. This study evaluated the ensemble forecasts of three C3S models over the period 1993–2017 in Iran’s eight classified precipitation clusters for 1- to 3-month lead times. The quantile mapping (QM), the linear scaling (LS), and the gamma distribution mapping (GDM) for post-processing of precipitation forecasts, and the LS and variance scaling (VS) was used to post-process temperature forecasts. The results were then compared with the raw forecasts. It is indicated that the models performed best in western precipitation clusters, while in the northern humid cluster the models had negative skill scores. Almost all the post-processing methods were able to reduce the errors and improve the forecast accuracy in most groups. In general, after post-processing the ECMWF models had the best performance and the MF model had the worst performance. Among the precipitation post-processing methods, GDM and LS performed better, and the superiority of these methods is quite noticeable, especially in the rain-heavy groups of northern Iran (G6 and G8), which had poor raw forecasts. Regarding the post-processing of ensemble temperature forecasts, the performance of each LS and VS method is similar, they have a slight difference in increasing the accuracy of forecasts. Of course, overall, the VS method has worked a little better. The performance of post-processing methods is very effective in the cold months of the year (late autumn and winter) and slightly weaker in the hot months (summer).Keywords: Meteorological ensemble forecasting, Copernicus Climate Change Service (C3S), Seasonal streamflow forecasting, post processing
-
پیش بینی مناسب بارش و دما با افق یک ماهه می تواند فرصتی استثنایی برای برنامه ریزی منابع آب و مقابله با سیل و خشکسالی در اختیار مدیران قرار دهد. اعمال روش های پس پردازش و اصلاح اریبی مناسب می تواند کارایی پیش بینی های عددی هواشناسی را تا حد قابل قبولی ارتقا بخشد. در این تحقیق ضمن ارزیابی پیش بینی های خام بارش و دمایS2S مرکز ECMWF در یکی از حوضه های آبریز مهم کشور، روش های متنوعی برای پس پردازش و اصلاح اریبی این پیش بینی ها مورد استفاده قرار گرفت و نتایج با معیارهای ارزیابی مختلف مقایسه گردید. تکنیک های نگاشت چندک (QM)، میانگین گیری مدل بیزین (BMA)، رگرسیون بردار پشتیبان (SVR)، رابطه تجربی اصلاح اریبی دما و روش های ترکیبی بر روی پیش بینی ها اعمال شد که از بین آن ها روش BMA هم در بهبود پیش بینی های دما و هم بارش اندکی موثرتر از سایر روش ها عمل نمود. در حالت خام، پیش بینی های بارش و دما تنها در 2 یا 3 ماه سال قابل استفاده ارزیابی شدند ولی اعمال روش های پس پردازش توانست دقت پیش بینی های بارش را در نیمی از ماه ها، به ویژه ماه های پرباران تا حد قابل قبولی ارتقا دهد و اعمال روش ترکیبی معادله تجربی-میانگین مدل بیزین در 10 ماه از سال با پیش بینی هایی بهتر از تخمین دمای ماه آتی با استفاده از آمار بلندمدت همراه بود.
کلید واژگان: پس پردازش پیش بینی های هواشناسی، اصلاح اریبی، میانگین گیری مدل بیزین، نگاشت چندک، رگرسیون بردار پشتیبانEfficient forecast of precipitation and temperature with a one-month horizon can provide managers with an exceptional opportunity to plan water resources and deal with floods and droughts. The application of proper post-processing and bias correction methods can much improve the accuracy of these predictions. In this study, the S2S (Sub seasonal to Seasonal) precipitation and temperature forecasts of ECMWF were evaluated in one of the important basins of Iran. A variety of methods were used for post-processing and bias correction of these predictions, and the results were compared with different evaluation criteria. Quantile mapping (QM), Bayesian model averaging (BMA), Support vector regression (SVR), an Empirical equation for bias correction of temperature, and some hybrid methods were applied to forecasts. The BMA outperformed the other methods in improving both temperature and precipitation forecasts. Raw precipitation and temperature forecasts were only applicable in 2 or 3 months of the year, but post-processing methods were able to accurately improve precipitation in half of the months, especially rainy months. The hybrid of empirical equation-BMA in 10 months of the year was led to better results than the estimate of the next month's temperature using climatological data.
Keywords: Post-processing, bias correction, Bayesian model averaging, Quantile Mapping, Support vector regression -
بارش یکی از مهم ترین پدیده های هواشناسی و محرک اصلی در پیش بینی جریان رودخانه است. از اینرو تشخیص مقدار بارش در آینده کمک شایانی به مدیریت منابع آب و پیش بینی سیلاب می کند. در همین راستا برخی از مهم ترین مراکز هواشناسی دنیا پیش بینی های عددی بارش را در مقیاس جهانی در اختیار کاربران قرار دادند. در دسترس بودن مدل های پیش بینی گروهی جهانی در پایگاه داده TIGGE فرصت های جدیدی را برای پیش بینی سیلاب ایجاد می کند. در این تحقیق تاثیر پس پردازش بر مهم ترین مدل های پیش بینی گروهی عددی جهانی از قبیل UKMO، ECMWF، NCEP و CMA در پایگاه داده TIGGE در طول سال های 2007 تا 2014 برای حوضه رودخانه بشار بررسی شد. ارزیابی ها در دوبخش احتمالاتی و غیراحتمالاتی انجام گردید. در ابتدا پیش بینی عددی گروهی بارش چهار مدل با روش نگاشت چندک تصحیح اریبی شدند. سپس با کمک مدل میانگین گیری بیزین عمل پس پردازش انجام شد. نتایج ارزیابی احتمالاتی بعد از پس پردازش نشان داد که مهارت مدل های پیش بینی برای حوضه بشار افزایش یافت و هیستوگرام VR بدست آمده از هر مدل، توزیع یکنواختی داشت. هم چنین نتایج ارزیابی احتمالاتی با معیار BSS برای حالت ترکیبی چهار مدل پیش بینی عددی بارش با روش BMA در بیشتر ایستگاه ها نزدیک به 0. 5 و در حالت ترکیب وزنی یکسان نزدیک به صفر بود که نشان می دهد پیش بینی ترکیبی BMA مهارت بالاتری نسبت به مدل های منفرد دارد.کلید واژگان: پیش بینی عددی بارش، پیش بینی گروهی، پس پردازش، BMAPrecipitation is one of the most important meteorological phenomena and the main parameter for streamflow forecasting. Therefore, determining the amount of precipitation in the future will help to manage water resources and predict the flood. In this regard, some of the most important meteorological centers in the world provided users with Quantitative Precipitation Forecasts (QPFs) on a global scale. The availability of global ensemble forecasting models in the TIGGE database creates new opportunities for flood forecasting. In this research, the effect of post-processing on the most important global numerical ensemble forecasting models such as UKMO, ECMWF, NCEP and CMA in the TIGGE database during the years 2007 to 2014 for the Bashar river Basin investigated. Evaluations were conducted in probabilistic and nonprobabilistic approach. Initially, the four NWP models with quantile mapping methods were bias corrected. Then, by using Bayesian model averaging (BMA), the post-processing was carried out. The results of probabilistic evaluation after post-processing showed that the skill of forecasting models for the Bashar basin increased and uniform distributions were achieved in verification rank histograms. Also, the results of the probabilistic evaluation with the BSS for the combined mode of four QPF Models with BMA method at most stations were close to 0.5 and in the simple combination was close to zero, indicating that Grand ensemble has a higher skill than single models.Keywords: QPF, Ensemble forecasting, Post-processing, BMA
-
پیش بینی ماهانه بارش یکی از موضوعات چالشی در حوزه هیدرواقلیم می باشد. از آنجا که استفاده عملیاتی از مدل های عددی پیش بینی ماهانه در کشورمان به اندازه مدل های کوتاه مدت نمی باشد، لذا تاکنون مدل های پیش بینی عددی ماهانه در کشورمان عملیاتی نشده اند؛ دو دلیل مهم این مشکل عدم دسترسی به کد مدل دینامیکی جهانی و عدم وجود داده های شرایط اولیه برای آغازگری آنها می باشند. این وضعیت موجب می شود تا هر ساله به دلیل عدم وجود سامانه پیش بینی فصلی قابل اعتماد، خسارات سنگینی به بخش های منابع آب، کشاورزی و منابع طبیعی کشورمان وارد گردد. به همین دلیل در این تحقیق برونداد مدل پیش بینی فصلی دینامیکی MRI-CGCM3 که هم اکنون در سازمان هواشناسی ژاپن برای پیش بینی ماهانه متغیرهای هواشناسی استفاده می شود، به سه روش رگرسیون چندگانه، میانگین متحرک و شبکه عصبی مصنوعی بر روی ایستگاه های سینوپتیک مشهد، سبزوار و تربت حیدریه پس پردازش شدند. بارش پس پردازش شده به روش های یاد شده با برونداد مستقیم مدل (DMO) مقایسه گردیدند. نتایج نشان می دهند که اعمال پس پردازش آماری بر روی برونداد مستقیم مدل موجب بهبود پیش بینی ماهانه بارش بین 6 درصد در روش میانگین متحرک تا 20 درصد در روش رگرسیون چند متغیره می باشد و کارآیی روش رگرسیون چندگانه به مراتب از دو روش میانگین متحرک و شبکه عصبی بهتر است. بر اساس منحنی ROC، پیش بینی های در محدوده نرمال تا بیش از نرمال از صحت بیشتری برخوردار می باشند.کلید واژگان: پیش بینی عددی، مدل MRI، CGCM3، پس پردازش، بارش، خراسان رضویPrecipitation forecast in monthly to seasonal time scales is one of the challenges facing the Iran meteorological organization. It is also one of the fundamental needs of water resources management in agriculture, industry and drinking water sectors. Development of numerical prediction in monthly time scale is much less than numerical short term prediction in Iran; in this regard, despite to short term weather prediction, there is no operational numerical monthly to seasonal forecast model in Iran. Lack of a reliable operational seasonal forecast system cause huge damages to water resources, agriculture and natural resources sectors in all country regions. MRI-CGCM3 is the operational dynamical seasonal forecast model which is being used in Japan Meteorological Administration (JMA). In this paper output of MRI-CGCM3 was post processed using three different techniques of multiple regressions (MR), moving average (MA) and artificial neural network (ANN) over three sites of Mashad, Sabzevar and Torbat-e-heydarieh. Post processed monthly precipitation obtained from three different methods were compared with Direct Model Output (DMO).Performance of monthly forecast has been increased by 6% up to 20% when applying post processing techniques to direct model output. Result confirmed that multiple regressions (MR) techniques have the highest performance in improvement of monthly forecast skill over selected stations among all three post processing techniques.Keywords: Numerical Prediction, MRI, CGCM3, Post Processing, Precipitation, Khorasan Razavi
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.