بررسی کارایی مدل دوسینوسی در برآورد ساعتی دما در اقلیم های مختلف ایران

سابقه و هدف: دستیابی به داده‌های ساعتی دما به دلیل تحلیل جزئی‌تر فرآیندهای رشد گیاه در مدل‌سازی گیاهی و مطالعات یخبندان اهمیت بسزایی دارد. همچنین تحلیل دقیق‌تر تاثیر تغییراقلیم و پدیده‌های زیانبار جوی بر رشد و نمو گیاهان نیازمند داده‌های ساعتی می‌باشد. مدل دو سینوسی روشی دقیق در مدل‌سازی شبانه روزی دمای هوا می باشد که ضمن در نظرگیری ماهیت سینوسی تغییرات دما دقت بسیار خوبی در تشخیص زمان وقوع دمای کمینه و بیشینه شبانه روزی دارد. تاکنون دقت این روش در اقلیم‌های مختلف ایران بررسی نشده است. هدف این تحقیق بررسی دقت و صحت مدل دو سینوسی برای برآورد دماهای ساعتی از روی دمای کمینه و بیشینه روزانه در اقلیم‌های مختلف ایران است. مواد و روش‌ها: برای بررسی کارایی مدل دو سینوسی سعی شد از داده‌های ایستگاه‌های هواشناسی موجود در اقلیم‌های مختلف ایران از آب و هوای فراخشک تا بسیار مرطوب استفاده شود. برای این منظور از داده‌های کمینه و بیشینه روزانه و سه ساعته ثبت شده دما در هشت ایستگاه هواشناسی در اهواز، اردبیل، بوشهر، گرگان، مشهد، رشت، تهران و زهک در سال‌های 2000 و 2005 استفاده شد. در این مدل زمان وقوع دمای کمینه در لحظه طلوع آفتاب و دمای بیشینه پس از سپری شدن دو سوم طول روز فرض شده که این زمان با محاسبات نجومی به طور دقیق قابل محاسبه است که کلیه محاسبات مربوط به مدل‌سازی در محیط نرم افزار MATLAB انجام شد. برای ارزیابی متوسط خطای مدل از شاخص RMSE و از MBE برای بررسی میزان اریب بودن معادله استفاده شد. یافته‌ها: نتایج نشان داد مقدار متوسط خطا در ایستگاه‌های فراخشک و خشک بین 5/1 تا 2 درجه و در ایستگاه‌های مرطوب و نیمه مرطوب تا 3 درجه هم می‌رسد. به نظر می‌رسد تغییرات خطا در این مدل الگوی ماهانه ندارد به عبارتی خطای برآورد دمای ساعتی در ماه‌های گرم و سرد با هم اختلاف چشمگیری ندارند. بررسی خطای اریبی مدل نشان داد که این مدل در ماه‌های گرم مناطق خشک‌ دارای خطای کم برآوردی است و در ماه‌های سرد دارای خطای بیش برآوردی است. البته مقدار خطای اریبی ناچیز بوده و در بیشتر ماه‌ها کمتر از 5/0 درجه است. بررسی روند تغییرات دمای واقعی و برآوردی نشان داد که الگوی نوسانات شبانه روزی دما در مناطق خشک نسبت به مناطق مرطوب تبعیت بیشتری از تغییرات سینوسی دارد. نتیجه‌گیری: بررسی رژیم شبانه روزی دماهای ساعتی مدل شده نشان داد که این مدل در تشخیص زمان دقیق وقوع کمینه و بیشینه دما در ایستگاه‌های مرطوب کمی دچار مشکل بوده که بنظر می‌رسد علت اصلی وقوع خطاهای بالا در این ایستگاه نیز همین مسئله باشد ولی روند سینوسی تغییرات دما را به خوبی مدل می کند. البته شایان ذکر است با توجه به اینکه این مدل مبتنی بر رژیم معمولی شبانه روزی دما توسعه یافته است، در روزهای همراه با وقوع پدیده‌های هواشناسی مانند فرارفت هوای گرم و سرد به منطقه یا وقوع بارندگی، دقت مدل در برآورد دماهای ساعتی ممکن است کاهش یابد.