ارزیابی عملکرد الگوریتم‏ های بارش ماهواره ‏ای PERSIANN و PERSIANN-CDR و بررسی تأثیر‌ ناهمواری ‏ها بر آن (مطالعۀ موردی: حوضۀ آبریز حله)

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکترای منابع آب دانشکدۀ مهندسی علوم آب دانشگاه شهید چمران اهواز

2 استاد گروه هیدرولوژی و منابع آب دانشکدۀ مهندسی علوم آب دانشگاه شهید چمران اهواز

3 استادیار گروه هیدرولوژی و منابع آب دانشکدۀ مهندسی علوم آب دانشگاه شهید چمران اهواز

چکیده

تحقیق حاضر با هدف ارزیابی عملکرد الگوریتم‏های بارش ماهواره‏ای PERSIANN و PERSIANN-CDR در برآورد عمق بارش حوضۀ آبریز حله انجام شده و تأثیر‌ ناهمواری‏ها بر عملکرد الگوریتم بارش ماهواره‏ای بررسی شد. بنابراین، داده‏های بارش ماهواره‏ای، با تفکیک مکانی 25/0 درجه در طول و عرض جغرافیایی، طی سال‏های 2003 تا 2016 با داده‏های 114 ایستگاه باران‏سنجی مقایسه شد. نتایج نشان داد الگوریتم PERSIANN در همۀ مقیاس‏های زمانی و مکانی، ضمن کم‌برآورد کردن عمق بارش، دقت کمی نیز دارد. در مقابل، الگوریتم PERSIANN-CDR دقت بیشتری دارد. با این‌وجود، عملکرد الگوریتم تعدیل‏یافته در مقیاس روزانه نیز قابل قبول نیست. ضریب تبیین الگوریتم تعدیل‏یافته در مقیاس سلولی و در مقیاس‏های ماهانه و سالانه به‌ترتیب 7588/0 و 9446/0 به دست آمد. منحنی‏های شدت– مدت‌ـ فراوانی سه نوع منبع داده را نشان می‏دهد. هر دو الگوریتم در دورۀ بازگشت‏های مختلف و در مدت‏های مختلف، مقادیر بارش را کمتر از مقادیر مشاهداتی برآورد می‏کند. نتایج نشان می‏دهد بین عملکرد الگوریتم‏های بارش ماهواره‏ای و ارتفاع و شیب همبستگی وجود دارد، به‏طوری ‏که در هر دو الگوریتم مقدار RMSE، از نقاط کم‌ارتفاع، به سمت مناطق مرتفع، افزایش می‏یابد. همچنین، نتایج تحقیق حاضر نشان می‏دهد ارتفاع نسبت به شیب نسبی تأثیر‌ بیشتری بر عملکرد الگوریتم‏های بارش ماهواره‏ای PERSIANN و PERSIANN-CDR دارد. از این‏رو، توصیه می‏شود با توجه به ناهمواری‏های موجود در ایران، در استفاده از الگوریتم‏های بارش ماهواره‏ای PERSIANN و PERSIANN-CDR برای تخمین بارش در مناطق مرتفع احتیاط بیشتری صورت گیرد.

کلیدواژه‌ها


[1]. Azizi, Gh, Faraji Sabokbar, H.A, Abaspour, R.A, Safarrad, T., The Model of the Spatial Variability Precipitation in the Middle Zagros,PHYSICAL GEOGRAPHY RESEARCH QUARTERLY, 2010, 42(72), 35-51, (Persian).
[2]. Khaledi, Sh., Investigation of mountainous microclimate, JOURNAL OF ENVIRONMENTAL STUDIES, 2007, 33(41), 45-54, (Persian).
[3]. Alijani, B, Kavyani, M.R., Basics of meteorology (9 th ed), Publishers by samt, 2004,.600 Pp ,(Persian).
[4]. Konrad, C., Relationship between precipitation event types and topography in the southern blue ridge mountains of the southeastern USA, Internatinal Journal of Climatology, 1996, 16: 49-62.
[5]. Junzhi, L, Xing, Z,A, Zheng, D., Evaluation of TRMM 3B42 Precipitation Product using Rain Gauge Data in Meichuan Watershed, Poyang Lake Basin, China, Journal of Resources and Ecology, 2012, 3(4):359-366. DOI:10.5814/j.issn.1674-764x.2012.04.009
[6]. Rasouli, A.A, Erfaniyan, M, Sari Saraf, B, Javan, Kh., Comparative evaluation of estimated rainfall values TRMMAnd recorded precipitation of ground stations in Lake Urmia Basin, Journal of GEOGRAPHIC SPACE, 2016, 16(54), 195-217, (Persian).
[7]. Shirvani, A, Fakhari Zade Shirazi, E., Comparison of ground based observation of precipitation with TRMM satellite estimations in Fars Province, Journal of Agricultural Meteorology, 2014, 2(2), 1-15, (Persian).
 
[8]. Madadi, Gh, Hamzeh, S, Noroozi, A.A,. Evaluation of rainfall on a daily, monthly and annual basis using satellite imagery (Case study: west boundary basin of Iran), Journal of RS and GIS for Natural Resources, 2015, 6(2), 59-74, (Persian).
[9]. Li, X., Zhang,Q., Yu-Xu, C., Assessing the performance of satellite-based precipitation products and its dependence on topography over Poyang Lake basin, Theoretical and Applied Climatology, 2014, 115)3–4): 713–729.
[10].            Gholinejad, N., Modeling of Spatial Distribution of Intense Precipitation Over Sahand Mountain Using Weather Satellite Images, MSc dissertation, University of Tabriz, 2010, 131 Pp, (Persian).
[11].            Dezfooli, S, Hosseini-Moghari, D., S. M, Ebrahimi, K., Comparison of Trmm-3b42 V7 and Persiann Satellites Precipitation Data With Ground-Based Data (case Study: Gorganrood Basin, Iran), JWSS - Journal of Water and Soil Science, 2016, 20(76), 85-98, (Persian).
[12].            Khwarazmi, S., Validation of microwave satellite rain rate algorithms based on observations, , MSc dissertation, University of Hormozgan, 2013, 91 Pp. (Persian).
[13].            Ghazanfari Moghaddam, M.S, Alizadeh, A, Mousavi Baygi, S.M, Faridhosseini, A.R, Bannayan Awal, A., Comparison the PERSIANN Model with the Interpolation Method to Estimate Daily Precipitation (A Case Study: North Khorasan), Journal of Water and Soil, 2011, 25(1), 207- 2015, (Persian).
[14].            Tan, M,L, Ibrahim, A,L, Duan, z, Cracknell, A, P, Chaplot, V., Evaluation of Six High-Resolution Satellite and Ground-Based Precipitation Products over Malaysia, remote sensing, 2015, 7: 1504-1528; doi:10.3390/rs70201504.
[15].            Sorooshian, S., Hsu, K., Gao, X., Gupta, H. V., Imam, B., and Braithwaite, D., Evaluation of the PERSIANN system satellite-based estimates of tropical rainfall, Bull. Am. Meteorol. Soc.,2000, 81(9): 2035– 2046.
 
[16].            Regional Water Company of Fars, water resources of Helleh basin Report, 2011, 142 Pp. (Persian).
[17].            Hsu, K.L., Gao, X., Sorooshian, S., Gupta, H.V., Precipitation estimation from remotely sensed information using artificial neural networks. Journal of Applied Meteorology, 1997, 36: 1176-1190.
[18].             Moazami, S, Uncertainty Analysis of Satellite Rainfall Estimate Algorithms, Ph. D. dissertation, K.N.Toosi University of Technology., 2013, 196. (Persian).
[19].            Ashouri H, Hsu KL, Sorooshian S, Braithwaite DK, Knapp KR, Cecil LD, Nelson BR, Prat OP. PERSIANN-CDR: daily precipitation climate data record from multi-satellite observations for hydrological and climate studies. Bull. Am.Meteorol. Soc. 2014, 96(1): 69–84. https://doi.org/10.1175/BAMS-D-13--00068.1.
[20].            Duan, Z., Liu, J., Tuo, Y., Chiongna, G., & Disse, M., Evaluation of eight high spatial resolution gridded precipitation products in Adige Basin (Italy) at multiple temporal and spatial scales, Science of the Total Environment,2016, http://dx.doi.org/10.1016/j. scitotenv.2016.08.213.
[21].             Katiraie Boroujerdy, p,s., Comparison of high-resolution gridded monthly satellite and ground-based precipitation data over Iran, Iranian Journal of Geophysics,2014, 7(4), 149-160, (Persian).
[22].             Hirpa, F.A., Gebremichael, M., Hopson, T., Evaluation of high-resolution satellite precipitation products over very complex terrain in Ethiopia, Journal of METEOROLOGY AND CLIMATOLOGY, 2010, 49(5): 1044-1051.
[23].            Guo, H, Chen, S, Bao,A, Hu, J, Gebregiorgis, A, S, Xue, X, Zhang, X., Inter-Comparison of High-Resolution Satellite Precipitation Products over Central Asia, remote sensing, 2015, 7:7181-7211,doi:10.3390/rs70607181.
دوره 7، شماره 2
تیر 1399
صفحه 511-527
  • تاریخ دریافت: 20 بهمن 1398
  • تاریخ بازنگری: 31 اردیبهشت 1399
  • تاریخ پذیرش: 31 اردیبهشت 1399
  • تاریخ اولین انتشار: 01 تیر 1399
  • تاریخ انتشار: 01 تیر 1399