evaluation of spatio-temporal accuracy of precipitation of european center for medium-range weather forecasts (ecmwf) over iran

[ ' i n t r o d u c t i o n r n p r e c i p i t a t i o n i s o n e o f t h e m o s t i m p o r t a n t m e t e o r o l o g i c a l v a r i a b l e s i n c o m p a r i s o n w i t h o t h e r c l i m a t i c p a r a m e t e r s . i t v a r i e s e x t r e m e l y o v e r t i m e a n d s p a c e . t h e o c c u r r e n c e o f t h i s c l i m a t e p h e n o m e n o n r e q u i r e s s p e c i f i c c i r c u m s t a n c e s i n e n v i r o n m e n t . i t s a c c u r a t e m e a s u r e m e n t i s i m p o r t a n t t o a w i d e r a n g e o f d e c i s i o n m a k e r s i n c l u d i n g h y d r o l o g i s t s ' , ' a g r i c u l t u r a l i s t s ' , ' i n d u s t r i a l i s t s a n d e t c . t h e d e n s i t y o f r a i n g a u g e s a n d m e t e o r o l o g i c a l r a d a r s i s o f t e n t o o p o o r t o s a t i s f a c t o r i l y c a p t u r e r a i n f a l l c h a r a c t e r i s t i c s a t f i n e s p a t i a l r e s o l u t i o n s . t o o v e r c o m e t h i s p r o b l e m g r i d d e d p r e c i p i t a t i o n d a t a b a s e w a s d e v e l o p e d b a s e d o n i n t e r p o l a t i o n o f t h e d a i l y p r e c i p i t a t i o n d a t a . e r a ' , ' i n t e r i m i s t h e l a t e s t g r i d d e d g l o b a l a t m o s p h e r i c r e a n a l y s i s p r o d u c e d b y t h e e u r o p e a n c e n t e r f o r m e d i u m ' , ' r a n g e w e a t h e r f o r e c a s t s ( e c m w f ) . t h i s d a t a c o v e r s t h e p e r i o d f r o m 1 j a n u a r y 1 9 7 9 t o t h e p r e s e n t . t h e p r e c i p i t a t i o n a n a l y s i s a n d e s t i m a t i o n i s b a s e d o n o b t a i n e d p r e c i p i t a t i o n d a t a f r o m r a i n g a u g e s t a t i o n s ' , ' m e t e o r o l o g i c a l r a d a r s a n d s a t e l l i t e s e n s o r s . t h e f o r e c a s t e d p r e c i p i t a t i o n i s a v a i l a b l e a t 3 ' , ' h o u r l y b a s e d o n a p p l y i n g d i f f e r e n t m o d e l s . t h e h o r i z o n t a l s p a t i a l r e s o l u t i o n i s a v a i l a b l e a t 3 ' , ' 2 . 5 ' , ' 1 . 5 ' , ' 1 . 1 2 5 ' , 1 , ' 0 . 7 5 ' , ' 0 . 5 ' , ' 0 . 2 5 a n d 1 2 5 g a u s s i a n d e g r e e s o v e r g l o b e . i n f o r m a t i o n a b o u t t h e c u r r e n t s t a t u s o f e r a ' , ' i n t e r i m p r o d u c t i o n ' , ' a v a i l a b i l i t y o f d a t a o n l i n e ' , ' a n d n e a r ' , ' r e a l ' , ' t i m e u p d a t e s o f v a r i o u s c l i m a t e i n d i c a t o r s d e r i v e d f r o m e r a ' , ' i n t e r i m d a t a ' , ' c a n b e f o u n d a t h t t p : / / w w w . e c m w f . i n t / r e s e a r c h / e r a . t h e p u r p o s e o f t h i s r e s e a r c h i s t o e v a l u a t e t e m p o r a l ' , ' s p a t i a l a c c u r a c y o f g r i d d e d p r e c i p i t a t i o n d a t a o f e r a ' , ' i n t e r i m v e r s i o n f r o m e u r o p e a n c e n t e r f o r m e d i u m ' , ' r a n g e w e a t h e r f o r e c a s t s ( e c m w f ) d a t a b a s e o v e r i r a n c o u n t r y . r n x a 0 r n m a t e r i a l a n d m e t h o d s r n i n o r d e r t o c o n d u c t t h i s r e s e a r c h t h e 3 ' , ' h o u r l y g r i d d e d p r e c i p i t a t i o n d a t a f r o m e c m w f v e r s i o n e r a ' , ' i n t e r i m o v e r i r a n c o u n t r y h a s b e e n e x t r a c t e d d u r i n g 1 / 1 / 1 9 7 9 t o 3 1 / 1 2 / 2 0 1 3 . t h e h i g h s p a t i a l r e s o l u t i o n d a t a w i t h 0 . 1 2 5 d e g r e e h a s b e e n s e l e c t e d . b y a c c u m u l a t i o n o f 3 ' , ' h o u r l y d a t a t h e d a i l y ' , ' m o n t h l y a n d y e a r l y t i m e s e r i e s h a v e b e e n c r e a t e d . a m a t r i x w i t h d i m e n s i o n 1 2 7 8 4 × 9 9 6 5 h a s b e e n c r e a t e d t h a t l o c a t e d t i m e ( d a y s ) o n t h e r o w s a n d l o c a t i o n ( p i x e l s i n i r a n ’ s c o u n t r y p o l i t i c a l b o u n d a r y ) o n t h e c o l u m n s . d u r i n g t h e s a m e p e r i o d ' , ' i r a n ’ s d a i l y p r e c i p i t a t i o n d a t a o f t h e s y n o p t i c s t a t i o n s h a v e b e e n e x t r a c t e d f r o m i r a n i a n m e t e o r o l o g i c a l o r g a n i z a t i o n . t h e n a t i o n a l p r e c i p i t a t i o n g r i d d e d d a t a b a s e o f a s f e z a r i w i t h 1 5 k m s p a t i a l r e s o l u t i o n w a s a l s o p r e p a r e d . b y n e a r e s t n e i g h b o r a l g o r i t h m a n d c o n v e r s i o n o f h i g h d e n s i t y t o l o w d e n s i t y a p p r o a c h ' , ' t h e s p a t i a l r e s o l u t i o n s w e r e e v e n . t o e v a l u a t e t e m p o r a l ' , ' s p a t i a l a c c u r a c y o f t h e e s t i m a t e d e c m w f p r e c i p i t a t i o n w e a p p l i e d d i f f e r e n t i n d i c e s . x a 0 r n x a 0 r n r e s u l t s a n d d i s c u s s i o n r n t h e r e s u l t s o f t h i s r e s e a r c h i n d i c a t e t h a t n o t o n l y t h e r e i s a h i g h t e m p o r a l c o r r e l a t i o n b e t w e e n e s t i m a t e d e c m w f p r e c i p i t a t i o n s a n d t w o n a t i o n a l d a t a b a s e s b u t a l s o t h e r e i s h i g h c o r r e l a t i o n b e t w e e n a m o u n t s o f p r e c i p i t a t i o n s . a t s p a t i a l v i e w ' , ' t h e h i g h c o r r e l a t i o n o b s e r v e d o v e r z a g r o s m o u n t a i n s i s c o v e r e d o v e r s o u t h w e s t e r n a n d n o r t h e a s t e r n p a r t s o f c o u n t r y . o v e r t h e s e r e g i o n s c o r r e l a t i o n c o e f f i c i e n t ( r ) a n d i n d e x o f a g r e e m e n t ( i a ) a r e o v e r 0 . 9 4 a n d c l o s e t o 1 ' , ' r e s p e c t i v e l y . t h e b i a s i n d e x r a t e ( b i a s ) o f e s t i m a t e d p r e c i p i t a t i o n r e l e v a n t t o t h i s d a t a b a s e i s n e g a t i v e o v e r v e r y r a i n y r e g i o n s a t s o u t h e r n p a r t s o f c a s p i a n s e a a n d n o r t h e r n p a r t s o f p e r s i a n g u l f . w h i l e t h e b i a s r a t e o n t h e o t h e r r e g i o n s i s p o s i t i v e . t h e b i a s a n d r o o t m e a n s q u a r e e r r o r ( r m s e ) r a t e a r e c o n s i d e r a b l e r a t h e r t h a n o t h e r r e g i o n s b u t t h e e s t i m a t e d p r e c i p i t a t i o n e r r o r i s v e r y l o w t o t o t a l o b s e r v a t i o n p r e c i p i t a t i o n . t h u s ' , ' t h e r e l a t i v e l y r o o t m e a n s q u a r e e r r o r ( r r m s e ) s h o w l o w r a t e o v e r t h e s e r e g i o n s r a t h e r t h a n o t h e r r e g i o n s . i n o t h e r w o r d s ' , ' i t c a n b e s a i d t h a t t h e b i a s a n d e r r o r r a t e o f e s t i m a t e d p r e c i p i t a t i o n o v e r d r y r e g i o n s i n c l u d i n g s o u t h e a s t e r n ' , ' s o m e r e g i o n s i n n o r t h w e s t e r n a n d c e n t r a l p a r t s i s h i g h e r t h a n v e r y r a i n y r e g i o n s c o r e s i n s o u t h w e s t e r n p a r t s o f c a s p i a n s e a a n d z a g r o s m o u n t a i n r a n g e s . t h e r e s u l t s o f p r o b a b i l i t i e s o f d e t e c t i o n ( p o d ) ' , ' f a l s e a l a r m r a t i o ( f a r ) a n d c r i t i c a l s u c c e s s i n d e x ( c s i ) i n d i c e s i m p l y h i g h a b i l i t y o f e c m w f d a t a b a s e t o i s o l a t i o n o f t h e s e d a y s o v e r z a g r o s m o u n t a i n r a n g e s ' , ' s o u t h e r n p a r t s o f c a s p i a n s e a a n d n o r t h e a s t e r n p a r t s o f c o u n t r y . t h e r e s u l t s s h o w t h a t t h e a c c u r a c y o f t h i s d a t a b a s e i s h i g h e r d u r i n g r a i n y m o n t h s r a t h e r t h a n d r y a n d l o w r a i n y m o n t h s . r n x a 0 r n c o n c l u s i o n r n t h i s r e s e a r c h h a s p r o v i d e d f u r t h e r e v i d e n c e o f t h e c a p a b i l i t y o f e c m w f p r e c i p i t a t i o n d a t a b a s e t o c a p t u r e p r e c i p i t a t i o n c h a r a c t e r i s t i c s a t f i n e t e m p o r a l ' , ' s p a t i a l r e s o l u t i o n s . a g r e e m e n t b e t w e e n e c m w f p r e c i p i t a t i o n d a t a b a s e a n d s y n o p t i c s t a t i o n s d a t a ( s t a t i o n s ) i s a s g o o d a s w i t h g r i d d e d n a t i o n a l a s f e z a r i d a t a b a s e . t h i s p r o v i d e s c o n f i d e n c e i n t h e q u a l i t y o f e c m w f p r e c i p i t a t i o n d a t a b a s e a n d c o n f i r m t h e f i n d i n g s o f o t h e r r e s e a r c h e s . 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