ارزیابی عملکرد مدل RegCM4 در برآورد تابش (مطالعه موردی: استان چهارمحال و بختیاری)

نویسنده

دانشجوی دکتری آب و هواشناسی، گروه جغرافیای طبیعی، دانشکده علوم جغرافیایی و برنامه‌ریزی، دانشگاه اصفهان

چکیده

میزان انرژی دریافتی از خورشید در تراز زمین یکی از داده‌های مورد نیاز در برآورد آب مصرفی گیاهان، مطالعات مرتبط با انرژی‌های پاک و اقلیم‌شناسی است. در این پژوهش، عملکرد دو روش برآورد تابش کلی خورشید بر یک رویه افقی با استفاده از روش‌های آماری و دینامیکی مورد ارزیابی قرار گرفت. جهت انجام این مطالعه از داده های شش ایستگاه همدیدی خودکار سازمان هواشناسی کشور واقع در استان چهارمحال و بختیاری استفاده شد. جهت اجرای مدل اقلیم منطقه‌ای (RegCM نسخه 4.0) داده‌های شرایط مرزی و اولیه 1NNRP، در دوره زمانی 2010 تا 2014 مورد استفاده قرار گرفت. مدل در هجده تراز سیگما، با گام مکانی 30 کیلومتر و گام زمانی 150 دقیقه اجرا شد. مدل آنگستروم به عنوان روش آماری مناسب جهت ارزیابی انتخاب و مقادیر ضرایب آن برای تمامی ماه‌های سال و نقاط مورد مطالعه واسنجی شد. نتایج بیان‌گر آن است که توانایی مدل آنگستروم در برآورد تابش ماه ژوئن در مقایسه با سایر ماه‌ها بیشتر است. کمترین RMSE و کمترین خطای اریبی به میزان  W m-21 در این ماه دیده می شود. در این مدل بیشینه و کمینه ریشه میانگین مربع خطاها به ترتیب 321 و  W m-21 در ایستگاه‌های اردل و شهرکرد مشاهده شد. کمینه مقدار RMSE برای مدل RegCM با  W m-210 در ماه‌های گرم سال (ژوئن تا سپتامبر) دیده می‌شود و ماه فوریه بیشترین میزان میانگین ریشه دوم خطا را به میزان  W m-2480 داشته است. کمترین میانگین ریشه دوم خطای این مدل در ماه سپتامبر ایستگاه بروجن دیده می‌شود و بیشترین مقدار این آماره مربوط به ایستگاه اردل است. میانگین ریشه دوم خطاها در کل منطقه  W m-2175 می باشد. مدل آنگستروم در 73 درصد مواقع کم برآوردگر بوده، در حالی که مدل RegCM در 93 درصد مواقع بیش برآوردی داشته است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Assessment of RegCM4 model for estimation of total solar radiation (Case study: Chaharmahal and Bakhtiari province)

نویسنده [English]

  • M. Heidary Beni
چکیده [English]

The amount of energy received from the sun on the ground needed to estimate crop water use, use of clean energy and issues related to climatic factors. In this study, the ability of two estimation methods based on statistical and dynamic methods were evaluated. Angstrom, as a widely accepted statistical model, and Regional Climate Model (RegCM version 4.0) were chosen to obtain radiation estimations. To perform this study, meteorological data of 6 IRIMO’s automatic weather stations located in Chaharmahal and Bakhtiari province, west of Iran, were used. RegCM4 model was run considering initial values and boundary conditions of NNRP1 ,at 18 sigmoid levels, with spatial resolution of 30 km and temporal resolution of 150 minutes, in the period of 2010 to 2014. Results showed the RegCM4 model output has the minimum Root mean square error (RMSE) of 10 W m-2 in warm months (June to September) and highest RMSE of 408 W m-2 in February. The lowest RMSE was obtained in September in Borujen station and the highest value was recorded in month of February in Ardal. The average value of overall RMSE in the region was 175 W m-2. Monthly values of Angstrom model was calibrated for study stations. The highest correlation coefficient and lowest RMSE and MBE were obtained for September. The maximum value of RMS was 321 W m-2 in April. Angstrom model showed an underestimation in 73% of the cases while RegCM showed an overestimation 93 % of the cases. These results tend to confirm the need for post-processing of the climate model outputs.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Solar Radiation
  • Angstrom
  • Climate model
  • central Zagros
  • Iran