ارزیابی حساسیت مدل WRF جهت شبیه سازی بارش های فوق سنگین، «مطالعه ی موردی: 26 اسفند 1397 تا 2 فروردین 1398»

سابقه و هدف:

 با توجه به بزرگ مقیاس بودن شبکه ی محاسباتی مدل های سیاره ای این مدل ها قادر به پیش بینی متغیرهای آب و هواشناختی در مقیاس منطقه ای نیستند. به عبارت دیگر این مدل ها در ارایه پیش بینی های مربوط به نزولات منطقه ای تحت تاثیر فرایندهای با مقیاس ریزتر از شبکه مدل قرار می گیرند، که می بایست خروجی آن ها را به مقیاس منطقه ای تبدیل نمود. با این تفاسیر هدف از پژوهش حاضر، بررسی پیکربندی های مختلف مدل WRF در شبیه سازی بارش پنج روزه اسفندماه 1397 و فرورودین 1398 استان گلستان است که وقوع سیلاب ویرانگر و خسارات سنگین را در استان در پی داشته است.

به منظور دست یابی به اهداف اشاره شده داده های دیدبانی و کنترل کیفی شده بارش در 13 ایستگاه همدیدی استان گلستان برای دوره ی 5 روزه ی 26 اسفند 1397 تا 2 فروردین 1398 به صورت 24 ساعته (از ساعت 06 UTC روز قبل تا ساعت 06 UTC روز بعد) و 6 ساعته (ساعت های 00، 06، 12 و 18 UTC به ترتیب برابر با 3:30، 9:30، 15:30 و 21:30 محلی) مورد واکاوی قرار گرفت. سپس به منظور اجرای مدل WRF دو نوع داده ورودی شامل داده های شرایط اولیه و داده های شرایط مرزی استفاده گردید. از داده های سامانه ی پیش بینی جهانی با تفکیک 5/0 درجه به عنوان داده های شرایط مرزی بهره گرفته شده است. همچنین در راستای اجرای مدل، دو دامنه 1- بزرگ (مادر) دارای تفکیک افقی 18 کیلومتر و 2- دامنه درونی که دامنه ی اصلی و دارای تفکیک افقی 6 کیلومتر است، استفاده گردید.

با بررسی داده های بارش تجمعی دوره ی بارشی 5 روزه که منجر به رخداد سیل گردید، مشخص شد که بیشینه ی بارش 24 ساعته در طول دوره 5 روزه به ساعت 06 UTC روز 27 اسفند تا ساعت 06 UTC روز 28 اسفند و بیشینه ی بارش تجمعی 6 ساعته نیز به ساعت 06 تا 12 UTC روز 27 اسفند 1397 اختصاص دارد. سپس با بررسی پژوهش های یادشده در ارتباط با بارش ایران، پیکربندی های مختلف استخراج و با به کارگیری و ترکیب این پیکربندی ها در اجراهای متنوع، پیکربندی های متفاوتی برای پیش-بینی بارش اواخر اسفند سال 1397 استان گلستان حاصل شد. در ادامه به منظور تشخیص دقت مدل، مقادیر حاصل از مدل در پیکربندی های مختلف با مقادیر ایستگاه های همدیدی مقایسه شدند که برای اطمینان از این مقایسه از آماره های خطاسنجی MAE، d، R و ENS استفاده گردید.

در بین تمامی پیکربندی ها، دو پیکربندی خروجی های بهتری را به نمایش گذاشتند. نتایج نشان داد که مدل WRF در اغلب ایستگاه ها با بیش برآوردی همراه بوده است. در هر دو پیکربندی هسته های بارشی به خوبی به تصویر کشیده شده است و از منظر مقادیر بارشی نیز دقت مدل مناسب بوده است. در رابطه با مقادیر بیشینه ی بارش پیکربندی نوع اول از دقت بهتری برخوردار است؛ و در مجموع پیکربندی نوع اول عملکرد بهتری را نسبت به پیکربندی نوع دوم به نمایش گذاشته است.