رویکردی جدید برای ارزیابی عملکرد مدل های AOGCM در شبیه سازی رواناب

سابقه و هدف: پدیده تغییر اقلیم بر بخش های مختلف تاثیر می گذارد که منابع آب از مهم ترین آنها است. لین و همکاران (1999) بررسی کردند که کشورهای واقع در عرض جغرافیایی پایین، بیشترین تبعات منفی این پدیده را متحمل خواهند شد (9). پیش نیاز ارزیابی اثرات منطقه ای تغییر اقلیم تولید سناریوی اقلیمی در دوره های آتی توسط مدل های AOGCM می باشد. پژوهشگران مختلف بسته به نیاز خود، خروجی های یک یا چند نمونه از این مدل ها را استفاده می نمایند. یو و همکاران (2002) اثرات تغییر اقلیم بر منابع آب جنوب تایوان را با استفاده از مدل ها مورد بررسی قرار دادند (12). ویلبی و هریس (2006) تاثیر تغییر اقلیم بر روی میزان جریان های کم رودخانه ای در انگلستان را با در نظر گرفتن عدم قطعیت های مدل AOGCM در کنار منابع دیگر عدم قطعیت، مورد مطالعه قرار دادند (11). هدف از این پژوهش ارزیابی عملکرد مدل های اقلیمی از دو دیدگاه هیدرولوژیکی و منابع آبی است. به این معنی که علاوه بر معلوم بودن وضعیت توزیع احتمالاتی سامانه در هر ماه (دیدگاه هیدرولوژیست ها)، توالی زمانی وضعیت سامانه تحت شرایط تغییر اقلیم نیز بررسی شود.مواد و روش ها: در این پژوهش، با رویکردی جدید به ارزیابی عملکرد مدل های AOGCM پرداخته شد تا بتوان مدل(های) قابل اطمینانی را یافت که ضمن صرفه جویی در وقت و هزینه، نتایج رضایت بخشی را به دست آورد. با به کار گیری مدل های AOGCM ، متغیر دما و بارندگی در دوره پایه (2000 -1971) برای حوضه آیدوغموش در آذربایجان شرقی برای سناریوی A2 برآورد و با معرفی مقادیر به مدل هیدرولوژیکی IHACRES، رواناب ماهانه شبیه سازی شد. برای بررسی کارآیی هر کدام از مدل ها، از روش متوسط ماهانه داده های مشاهداتی رواناب استفاده شد. در ادامه، یک مدل ترکیبی پیشنهاد شد، به گونه ای که دارای بیش ترین وزن اختصاصی به رواناب در هر ماه می باشد. با برازش توزیع های مختلف آماری بر رواناب های شبیه سازی و با استفاده از آزمون های نکویی برازش، مناسب ترین توزیع آماری انتخاب و پارامترهای آماری مربوطه استخراج و با پارامترهای آماری رواناب حوضه در دوره مشاهداتی مقایسه شد. یافته ها: نتایج نشان می دهد که مدل ترکیبی و HadCM3 با ضریب همبستگی به ترتیب 96 و 97 درصد و شاخص های آماری RMSE، MAE و NSE به ترتیب m3/s09/2، m3/s51/1 و 89/0 برای مدل ترکیبی و m3/s32/2، m3/s58/1 و 87/0 برای HadCM3، قادر به شبیه سازی رواناب می باشند. در ادامه، ماتریس احتمال انتقال رواناب نیز مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از مقایسه توزیع های احتمالاتی و ماتریس احتمال انتقال رواناب منتج از مدل های AOGCM با رواناب مشاهداتی نشان می دهد که مدل ترکیبی و HadCM3 با ضریب همبستگی به ترتیب 89 و 87 درصد و شاخص های آماری RMSE، MAE و NSE به ترتیب m3/s1/0، m3/s02/0 و 78/0 برای مدل ترکیبی و m3/s12/0، m3/s02/0 و 77/0 برای HadCM3، دارای خروجی های قابل اعتماد می باشند. نتیجه گیری: مدل ها توانایی خوبی در شبیه سازی متغیرهای اقلیمی و در نتیجه رواناب دارند. در صورت استفاده از فقط یک مدل AOGCM، از آنجایی که تفاوت معنی داری بین معیارهای عملکرد مدل ترکیبی و HadCM3 وجود ندارد، استفاده از HadCM3 توصیه می شود. نتایج مقایسه های آماری و احتمال انتقال جریان کاملا مشابه می باشند.

Keywords:

تغییر اقلیم , AOGCM آزمون نکویی برازش , ماتریس احتمال انتقال , شبیه سازی بارش- رواناب