ارزیابی داده‌های ماهواره TRMM (3B43-V7) بر پایه ایستگاه‌های منتخب در ایران

تعداد 117صفحه فایل word قابل ویرایش

چکیده

بارندگی مهم‌ترین پارامتر ورودی در برآورد بیلان یک حوضه آبریز و مهم‌ترین عنصر در تصمیم‌گیری‌های بخش مدیریت منابع آب است. از این رو، اندازه­گيري­هاي دقيق بارندگي در انواع مديريت‌ها از جمله آب‌شناختي، كشاورزي، بحران و صنعت داراي اهميت بسزايي است. کوتاه بودن دوره آماری بسیاری از داده­ها، تراكم ناكافي‌ ايستگاه‌ها و كيفيت نامطلوب داده‌هاي شبكه‌هاي سنجش بارش، تحلیل‌های مبتنی بر این متغیر اقلیمی را با مشکل مواجه نموده است. بنابراین، لازم است منابع جایگزین در برآورد میزان بارندگی، که بتوانند این نقیصه‌ها را مرتفع سازند، شناسایی نموده و پس از ارزیابی، مورد استفاده قرار گیرند. بر همین اساس، در این پژوهش، به کمک داده‌های ماهانه بارندگی 155 ایستگاه سینوپتیک کشور در بازه‌ی زمانی 1998 تا 2014 دقت داده‌های برآورد شده  ماهانه ماهواره TRMM (3B43-V7) در سطح کل کشور، مورد ارزیابی قرار گرفت. این ارزیابی به کمک شاخص‌های آماری مختلفی از قبیل Realative Bias،  R (ضریب همبستگی)،  (ضریب تعیین)، MBE، MAE و RMSE و در دو سطح ماهانه و فصلی انجام پذیرفت. بر اساس نتایج، فصل تابستان، نتایج ضعیف‌‌تری نسبت به سایر فصول داشته است که علت آن هم به نوع و مقدار بارندگی‌ها در این فصل برمی‌گردد. در این فصل، در بعضی مناطق بارندگی صفر یا خیلی ناچیزی ثبت شده است که در محاسبات خطاهایی ایجاد می‌کند. همچنین نوع بارندگی که عموما رگباری و کوتاه‌مدت است، باعث می‌شود که بعضی اتفاقات بارندگی را ایستگاه زمینی ثبت کند و ماهواره ثبت نکند. یا ممکن است بارندگی کاملا محلی باشد به طوری که ماهواره آن را ثبت کند اما ایستگاه زمینی به علت قرار نداشتن در محل بارندگی، آن را ثبت نکند که همه این موارد می‌تواند اختلافاتی را بین دو منبع ایجاد کنند.در سطح ماهانه، حدودا 96% داده‌ها ضریب تعیین بالای 5/0 دارند و 50% داده‌ها ضریب تعیین بالای 7/0 دارند. برای فصل زمستان، نتایج نشان می‌دهد که حدودا 89% داده‌ها  بالای 5/0 دارند. در فصل بهار هم 92% ایستگاه‌ها  بالاتر از 5/0 دارند. در فصل تابستان 52% داده‌ها  بالای 5/0 دارند و  در فصل پاییز 90 درصد داده‌ها ضریب تعیین بالای 5/0 دارند و 70% داده‌ها هم  بالای 7/0 دارند. بر اساس نتایج، داده‌های ماهواره‌ای برآورد خوبی از مقدار و توزیع بارش در مناطق مختلف کشور بدست می‌دهند که برای پوشش مناطق فاقد ایستگاه بسیار مفید خواهد بود. همچنین بر اساس نتایج بدست آمده، هر اندازه منطقه مطالعاتی ما وسیع‌تر و در مقیاس بزرگتری باشد، کارآیی و دقت ماهواره بیشتر خواهد بود. در پایان می‌توانیم این طور اظهارنظر کنیم که از داده‌های ماهواره‌ای به طور قابل اعتمادی می‌توان برای مناطق مختلف کشور در کنار داده‌های زمینی استفاده کرد به شرطی که داده‌های ماهواره بر اساس داده‌های زمینی بوسیله معادلات تجربی تصحیح شوند.

کلیدواژه‌ها: بارش، TRMM، ایران، سینوپتیک، سنجش از دو ر

فهرست مطالب

پیشگفتار. ۱

فصل اول: مقدمه. ۳

۱- ۱- تعریف بارش… ۳

۱-۲- توزیع بارش… ۴

۱-۳- بررسی بارندگی در ایران. ۵

۱-۳-۱- عوامل صعود بارندگی‌های ایران. ۵

۱-۴- اندازه‌گیری بارش… ۶

۱-۴-۱- طراحی بهینه باران‌سنج.. ۸

۱-۴-۲- محل استقرار باران‌سنج.. ۸

۱-۴-۳- اندازه‌گیری پیوسته باران توسط باران‌سنج.. ۹

۱-۴-۴- خطاها در اندازه‌گیری بارش… ۱۰

۱-۵- تعمیم اندازه‌گیری نقطه‌ای به تخمین منطقه‌ای.. ۱۰

۱-۶-روش‌های جایگزین در برآورد بارندگی.. ۱۴

۱-۶-۱- سنجش از دور. ۱۴

۱-۶-۲- سنجش از دور ماهواره‌ای.. ۱۵

۱-۶-۳- معرفی ماهواره TRMM… 17

۱-۶-۳-۱- ماموریت‌های ماهواره TRMM… 19

۱-۶-۳-۲- توانمندی‌های ماهواره TRMM… 19

فصل دوم: بررسی منابع.. ۲۰

فصل سوم: مواد و روش‌ها ۴۱

۳-۱- موقعیت منطقه مورد مطالعه. ۴۱

۳-۲- آب‌و‌هوای منطقه مورد مطالعه. ۴۲

۳-۲-۱- توده‌های هوایی مؤثر بر ایران. ۴۳

۳-۲-۲- وضعیت بارندگی در ایران. ۴۳

۳-۲-۳- روزهای بارش در ایران. ۴۴

۳-۳- دریافت داده‌ها ۴۵

۳-۳-۱- داده‌های سینوپتیک…. ۴۵

۳-۳-۲- داده‌های ماهواره TRMM… 52

۳-۴- آزمون‌های پایه آماری روی داده‌ها (تعیین داده پرت) ۵۲

۳-۵- روش محاسبات… ۵۳

فصل چهارم: نتایج و بحث…. ۵۶

۴-۱- بررسی منفرد ایستگاه‌ها ۵۶

۴-۱-۱- مقیاس زمانی ماهانه. ۵۶

۴-۱-۲- مقیاس زمانی فصلی.. ۶۴

۴-۱-۲-۱- فصل زمستان. ۶۴

۴-۱-۲-۲- فصل بهار. ۷۱

۴-۱-۲-۳- فصل تابستان. ۷۷

۴-۱-۲-۴- فصل پاییز. ۸۴

۴-۲- بررسی منطقه‌ای بارندگی.. ۹۱

فصل پنجم: نتیجه‌گیری و پیشنهادات… ۹۴

منابع. ۹۸


فهرست شکل‌ها

شکل ۳-۱.  مسیر ورود توده‌های هوا به پهنه‌ی ایران. ۴۳

شکل ۳-۲. موقعیت ایستگاه‌های سینوپتیک کشور (الف) بر اساس تقسیمات استانی (ب) بر اساس خطوط همباران کشور  ۵۱۱

شکل ۴-۱. مقایسه بین داده‌های زمینی و ماهواره بر اساس شاخص‌های آماری مختلف در مقیاس ماهانه. ۵۹۹

شکل ۴-۲. نقشه‌های پهنه‌بندی برآورد ماهواره در مقیاس ماهانه (الف) براساس شاخص     (ب) بر اساس شاخص MBE   ۶۱

شکل ۴-۳. مقایسه پهنه‌بندی شاخص (الف) MBE و (ب) MBE نسبی  در سطح کل کشور در مقیاس ماهانه  ۶۲

شکل ۴-۴. هیستوگرام تغییرات شاخص    در مقیاس زمانی ماهانه. ۶۳

شکل ۴-۵. مقایسه بین داده‌های ایستگاه‌های زمینی و ماهواره بر اساس شاخص‌های اماری مختلف در فصل زمستان  ۶۷

شکل ۴-۶. نقشه‌های پهنه‌بندی برآورد ماهواره برای فصل زمستان (الف) براساس شاخص  (ب) بر اساس شاخص MBE   ۶۸

شکل ۴-۷. مقایسه پهنه‌بندی شاخص (الف) MBE و (ب) MBE نسبی  در سطح کل کشور در فصل زمستان. ۶۹

شکل ۴-۸. هیستوگرام تغییرات شاخص    در فصل زمستان. ۷۰

شکل ۴-۹. بررسی برآوردهای داده‌های ماهواره‌ای به کمک شاخص‌های آماری مختلف در فصل بهار. ۷۳

شکل ۴-۱۰. نقشه‌های پهنه‌بندی برآورد ماهواره برای فصل بهار (الف) براساس شاخص  (ب) بر اساس شاخص MBE   ۷۴

شکل ۴-۱۱. مقایسه پهنه‌بندی شاخص MBE و MBE نسبی در سطح کل کشور در فصل بهار. ۷۵

شکل ۴-۱۲. هیستوگرام تغییرات شاخص    در فصل بهار…………………. ۷۶

شکل ۴-۱۳. بررسی برآوردهای داده‌های ماهواره‌ای به کمک شاخص‌های آماری مختلف در فصل تابستان. ۸۰

شکل ۴-۱۴. نقشه‌های پهنه‌بندی برآورد ماهواره برای فصل تابستان (الف) براساس شاخص  (ب) بر اساس شاخص MBE   ۸۱

شکل ۴-۱۵. مقایسه پهنه‌بندی شاخص MBE و MBE نسبی در سطح کل کشور در فصل تابستان. ۸۲

شکل ۴-۱۶. هیستوگرام تغییرات شاخص    در فصل تابستان. ۸۳

شکل ۴-۱۷. مقایسه داده‌های بارندگی ایستگاه زمینی و ماهواره‌ای به کمک شاخص‌های آماری مختلف در فصل پاییز  ۸۶۶

شکل ۴-۱۸. نقشه‌های پهنه‌بندی برآورد ماهواره برای فصل پاییز (الف) براساس شاخص  (ب) بر اساس شاخص MBE   ۸۸

شکل ۴-۱۹. مقایسه پهنه‌بندی شاخص MBE و MBE نسبی در سطح کل کشور در فصل پاییز. ۸۹

شکل ۴-۲۰. هیستوگرام تغییرات شاخص    در فصل تابستان. ۹۰

شکل۴-۲۱. مقایسه شاخص Real Bias بین کل استان مازندران و ایستگاه‌های منفرد استان در سطح سالانه و فصلی   ۹۲۲

شکل ۴-۲۲. مقایسه شاخص    بین کل استان مازندران و ایستگاه‌های منفرد استان در سطح ماهانه و فصلی.. ۹۲

شکل ۴-۲۳. نقشه پهنه‌بندی کل ایران به روش درونیابی IDW (الف) بر اساس داده‌های سینوپتیک (ب) بر اساس داده‌های ماهواره‌ای… ۹۳

فهرست جدول‌ها

جدول ۳-۱. نام و موقعیت جغرافیایی ایستگاه‌های سینوپتیک کشور. ۴۵

جدول ۴-۱. بررسی شاخص    در مقیاس زمانی ماهانه. ۶۳

جدول ۴-۲.  بررسی شاخص    در فصل زمستان. ۷۰

جدول ۴-۳.  بررسی شاخص    در فصل بهار. ۷۶

جدول ۴-۴.  بررسی شاخص    در فصل تابستان. ۸۳

جدول ۴-۵.  بررسی شاخص    در فصل پاییز. ۹۰

فهرست علائم و اختصارها

معادل فارسی

معادل انگلیسی

 

علامت اختصاری

کد استاندارد اسکی

سامانه پایش ارزیابی اقلیمی

سیستم اطلاعات جغرافیایی

فاصله معکوس وزنی

مرکز اقلیمی بارش جهانی

شاخص بارش جهانی

امواج فروسرخ

میانگین خطای مطلق

میانگین خطای اریبی

میانگین خطا

اختلاف پوشش گیاهی نرمال شده

رادار بارش

ضریب تعیین

ضریب همبستگی

جذر میانگین مربعات خطا

تصویربردار میکروموجی

ماموریت اندازه‌گیری بارندگی حاره‌ای

اسکن‌کننده فروسرخ و مرئی

American Standard Code for Information Interchange

Climate Assessment and Monitoring System

Geographic Information System

Inverse Distance Weighted

Global Precipitation Climatology Center

Global Precipitation Index

Infrared Waves

Mean Absolute Error

Mean Bias Error

Mean Error

Normalized Difference Vegetation Index

Precipitation Radar

Coefficient of Determination

Correlation Coefficient

Root Mean Squared Error

TRMM Microwave Imager

Tropical Rainfall Measuring Mission

Visible and Infrared Scanner

ASCII

.

CAMS

GIS

IDW

GPCC

GPI

IR

MAE

MBE

ME

NDVI

PR

            R

RMSE

TMI

TRMM

VIRS

نقد و بررسی‌ها

هیچ دیدگاهی برای این محصول نوشته نشده است.

اولین کسی باشید که دیدگاهی می نویسد “ارزیابی داده‌های ماهواره TRMM (3B43-V7) بر پایه ایستگاه‌های منتخب در ایران”
قبلا حساب کاربری ایجاد کرده اید؟
گذرواژه خود را فراموش کرده اید؟
Loading...