ارزیابی تطبیقی داده های ماهواره ای و داده های زمینی در برآورد مقدار بارندگی در حوضه آبریز دریاچه ارومیه

بارندگی یکی از مهم¬ترین عناصر تعیین¬کننده اقلیمی می¬باشد که همواره مورد توجه متخصصان رشته¬های مختلف قرار گرفته است. این عنصر یکی از مهم¬ترین داده¬های ورودی به سیستم¬های هیدرولوژیکی محسوب می¬شود که مطالعه و اندازه¬گیری آن در زمینه¬های مختلفی مانند مدل¬سازی اقلیمی، تغییر اقلیم، پیش¬بینی شرایط جوی، مطالعه رواناب، آب¬های زیرزمینی و مدل¬سازی سیلاب ضروری می¬باشد. بنابراین، اندازه¬گیری و برآورد دقیق مقدار آن اهمیت زیادی دارد. اهداف این تحقیق، ارزیابی کارایی الگوریتم 3b42 ماهواره trmm ، ارائه مدل نمایی با استفاده از تصاویر ماهواره متئوست و ارائه مدل مفهومی ابر با استفاده تلفیقی از داده¬های زمینی و ماهواره¬ای برای برآورد مقدار بارندگی شش ساعته در حوضه آبریز دریاچه ارومیه و اعتبارسنجی این داده¬ها با استفاده از داده¬های ایستگاه¬های زمینی و همچنین مقایسه روش¬های مختلف برآورد بارندگی در حوضه جهت شناسایی و انتخاب مناسب¬ترین مدل برآورد بارندگی می¬باشد. در این تحقیق از داده های روزانه و ساعتی بارش، دما، فشار هوا و دمای نقطه شبنم 16 ایستگاه سینوپتیک واقع در حوضه آبریز دریاچه ارومیه با طول دوره آماری 2005 تا 2011، داده¬های نرخ بارندگی سه ساعته 3b42-v6 ماهواره trmm با تفکیک مکانی 25/0 درجه و تصاویر باند مادون قرمز حرارتی ماهواره متئوست 7 در فواصل زمانی شش ساعته استفاده شده است. برای بررسی صحت عمکرد ماهواره trmm در برآورد بارش، از شاخص¬های مطابقت نسبت صحیح، خطا، احتمال تشخیص، نسبت هشدار اشتباه و نمره مهارت هیک که با استفاده از جدول توافقی 2×2 تعریف می¬شوند استفاده گردید. میانگین این شاخص¬ها در کل حوضه به ترتیب 68/0 ، 60/0 ، 52/0 ، 13/0 ، و 39/0 بدست آمد. مقادیر معیارهای آماری میانگین خطا (me)، میانگین خطای مطلق (mae) و جذر میانگین توان دوم خطا (rmse) به ترتیب برابر 34/1- ، 70/1 و 85/2 میلی¬متر می¬باشد که از دقت قابل قبولی برخوردار است. ضریب همبستگی69/0 نیر نشان دهنده انطباق نسبی داده¬های بارش trmm با مقادیر زمینی می¬باشد. نتایج استفاده از مدل نمایی در برآورد بارندگی حوضه نشان می¬دهد که بر اساس میزان ضریب تعیین، در تمام وقایع بارشی همبستگی بالایی با مقادیر واقعی بارندگی وجود دارد و در بیشتر وقایع، میزان ضریب تعیین بین 65/0 تا 55/0 می¬باشد. شاخص¬های خطا سنجی نشان می¬دهد که مقدار rmse در تمام وقایع کمتر از 4 میلی¬متر و مقدار mae کمتر از 3 میلی¬متر می¬باشد که بیانگر کارایی بالای مدل در برآورد بارندگی منطقه مورد مطالعه می¬باشد. بررسی صحت عمکرد تصاویر مادون قرمز حرارتی ماهواره متئوست نسبت به ماهواره trmm در برآورد بارندگی نیز با استفاده از شاخص¬های مطابقت صورت گرفته است. برای تعیین میزان خطای کلی مدل مفهومی ابر، میانگین معیارهای me، mae، rmse و abias در تمام وقایع بارشی و کلیه ایستگاههای هواشناسی حوضه دریاچه ارومیه محاسبه شد که به ترتیب برابر 86/0 ، 61/1 ، 39/2 و 67/0 میلی¬متر می¬باشند. مقدار کم معیارهای خطا بیانگر کارایی قابل قبول مدل مفهومی ابر تک لایه برای برآورد وقایع بارش فراگیر در این حوضه می¬باشد. همچنین ضرایب همبستگی و تعیین مدل به ترتیب 82/0 و 67/0 بدست آمد. به طور کلی، نتایج مقایسه سه روش برآورد بارندگی 6 ساعته در حوضه دریاچه ارومیه نشان می¬دهد که گرچه مدل مفهومی ابر در کل دارای ضریب تعیین بالاتری هست ولی مدل نمایی به دلیل داشتن میانگین خطاهای کمتر و برازش بهتر داده¬ها، نتایج بهتری را نسبت به سایر مدل¬ها ارائه داده است. بنابراین این مدل را می¬توان به عنوان مناسب¬ترین مدل برآورد بارندگی در حوضه دریاچه ارومیه معرفی نمود.