راست آزمایی پیش بینی های مدل wrf برای محتوای آب قابل بارش ابر و میزان بارش با استفاده از داده های رادار
چکیده
هدف از این پژوهش راست آزمایی مهارت مدل wrf در پیش بینی کمیت های بارش و آب قابل بارش و ارتباط این دو پارامتر مهم هواشناختی با یکدیگر به کمک داده های دیدبانی رادار هواشناسی تهران است. از این رو، در این مطالعه، 3 بازه 1/11/2010-4/11/2010، 8/1/2011-11/1/2011 و 15/1/2011-18/1/2011 که در همه آن ها بارش باران گزارش شده بود انتخاب گردید. در ابتدا به منظور تصحیح مقادیر براوردی بارش رادار تهران، با در نظر گرفتن 3 ایستگاه باران سنجی خودکار پاکدشت، قم و کوشک نصرت، براوردهای رادار هواشناسی تهران به کمک بارش ثبت شده باران سنج خودکار و با استفاده از رابطه لگاریتمی z-r واسنجی شد. نتایج واسنجی در همه بازه ها بسیار قابل قبول بود، به نحوی که مقادیر براوردی رادار پیش از واسنجی در حدود 40% مقدار ثبت شده باران سنج و پس از تصحیح، به بالای 90% میزان بارش باران سنج رسید. پس از انجام واسنجی ضرایب تناسبی که عبارت از نسبت بارش تجمعی تصحیح شده رادار به مقدار اولیه آن (?r?_tr/r_tr) بود برای هر تاریخ بارش به صورت مجزا محاسبه گردید. سپس 30 نقطه در محدوده تحت پوشش رادار هواشناسی تهران انتخاب شد و با ثبت بارش تجمعی آن ها از داده های رادار، ضرایب تناسب به دست آمده از واسنجی در هر بازه بارش به این مقادیر اعمال و مقادیر بارش تجمعی رادار تا حد امکان تصحیح شد. به منظور انجام راست آزمایی پیش بینی های مدل برای کمیت بارش، 3 آستانه متفاوت (آستانه وقوع بارش، آستانه بارش سبک و آستانه بارش متوسط) در نظر گرفته شد. نتایج راست آزمایی برای آستانه وقوع بارش بسیار خوب بود. کمیت های نسبت صحیح و امتیاز تهدید برای این آستانه مقادیر بالای 80/0 را در پیش بینی 24 ساعته نشان می دادند که با افزایش سن پیش بینی مقادیر این کمیت ها کاهش پیدا نمودند که نشان دهنده کاهش مهارت مدل با افزایش سن پیش بینی است. همچنین افزایش مقدار کمیت هشدارهای نادرست و اریبی با افزایش سن پیش بینی نیز حاکی از کاهش دقت و مهارت مدل با افزایش سن پیش بینی بود. برای دو آستانه دیگر نیز در مجموع نتایج راست آزمایی قابل قبول بود اما روند کلی کاهشی یا افزایشی مشاهده نشد که یکی از دلایل آن کم بودن تعداد ایستگاه های در نظر گرفته شده در این پژوهش بود. با مقایسه کمیت آب قابل بارش ابر و شدت بارش سطحی رادار در 3 ایستگاه یاد شده نتایج نشان دهنده افزایش میزان آب قابل بارش ابر پیش از شروع بارندگی است و رادار بارش سطحی را هنگامی نشان می دهد که مقادیر آب قابل بارش ابر از میزان 1/0 میلیمتر در آن ایستگاه، فراتر رود. نتایج مقایسه پیش‌بینی های مدل و دیدبانی رادار از کمیت آب قابل بارش در منطقه تحت پوشش رادار تهران نشان دهنده دقت بسیار بالای مدل در پیش بینی و شبیه سازی تغییرات این کمیت بود. همچنین نتایج بیان می کنند هرگاه آب قابل بارش کل جو، بالای 20 میلیمتر توسط مدل پیش بینی شود، مشاهدات رادار نیز مقادیر بالای 1/0 میلیمتر برای آب قابل بارش ابر در صفحه نمایشگر را نشان می دهد.