ارزیابی شبیه‌سازی مؤلفه‌های توازن آب سطحی توسط مدل اقلیمی منطقه‌ای RegCM4 (مطالعه موردی: حوضه‌ی تویسرکان، استان همدان)

نویسندگان

1 دانش آموخته‌ی کارشناسی ارشد مهندسی منابع آب، دانشگاه بوعلی سینا همدان

2 گروه علوم و مهندسی آب، دانشگاه بوعلی سینا همدان

3 استادیار، گروه علوم و مهندسی آب، دانشگاه بوعلی سینا همدان

4 مهندسی منابع آب، گروه علوم و مهندسی آب، دانشگاه بوعلی سینا همدان

10.22125/iwe.2021.133759

چکیده

در مطالعات مدل‌سازی اقلیم منطقه‌ای یا محلی، به یک مدل اقلیمی بزرگ مقیاس موسوم به مدل گردش عمومی و سپس مدل اقلیمی ریز مقیاس نمایی مورد نیاز است. مدل‌سازی اقلیمی منطقه‌ای نیز در واقع یک روش زیر مقیاس نمایی دینامیکی است. در پژوهش حاضر، مدل اقلیمی منطقه‌ای RegCM4 با مدل سطح زمین CLM4.5 لینک شد و با استفاده از خروجی‌های مدل گردش عمومی HadGEM2 در محدوده‌ی دشت تویسرکان برای دوره‌ی پایه (1999 تا 2005 میلادی) و پیش‌بینی (2015 تا 2025 میلادی) اجرا شد و صحت عملکرد آن مورد بررسی قرار گرفت. در دوره‌ی پایه مقادیر روزانه، ماهانه و سالانه‌ی متغیرهای بارندگی، دما و رواناب با مقادیر اندازه‌گیری شده در ایستگاه‌های موجود در منطقه مقایسه شدند. برای مقایسه از شاخص‌های ضریب کارایی مدل، ضریب همبستگی، اریبی مدل، میانگین قدر مطلق خطا و مجذور میانگین مربعات خطا استفاده شد. بهترین عملکرد در مقیاس ماهانه به ترتیب برای دما، رواناب و بارندگی حاصل شد. پیش‌بینی‌ها مبتنی بر سناریوی RCP4.5 از گزارش پنجم هیئت بین‌الدول تغییر اقلیم هستند. در دوره‌ی پیش‌بینی، توزیع مکانی و زمانی مؤلفه‌های بیلان آب سطحی شامل بارندگی، تبخیر- تعرق و رواناب مورد بررسی قرار گرفت و برقراری توازن آبی در حوضه ارزیابی شد. با در نظر گرفتن مساحت کوچک حوضه و دوره‌ی زمانی کوتاه پیش‌بینی که تغییر اقلیم در آن قابل تشخیص نیست می‌توان عملکرد مدل را در برقراری توازن آبی خوب ارزیابی کرد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Evaluation of RegCM4 Regional Climate Model simulations for the land surface water budget components in Toyserkan plain

نویسندگان [English]

  • Mohammad Javad Mashhadian 1
  • Abdullah Taheri Tizro 2
  • Mehran Khodamadpour 3
  • Ali Vanaei 4
1 MSc of water resources engineering, Bu-Ali Sina University, Hamedan, Iran
2 Water Science and Engineering Department, Bu-Ali Sina University, Hamedan, Iran
3 Assistant Professor, Water Science and Engineering Department, Bu-Ali Sina University, Hamedan, Iran
4 Department of Water Engineering, Bu Ali Sina University in Hamedan
چکیده [English]

In regional and local climate studies usually coarse- resolution global climate models’ outputs are downscaled to produce necessary fine scale data. Regional climate modeling is a dynamical downscaling method. In this study HadGEM2 general circulation model outputs have been downscaled by RegCM4 Regional Climate Model coupled with CLM4.5 land surface model. The model was run over Toyserkan plain for a reference period (1999-2005) and up coming period (2015-2025). For reference period, daily, monthly and yearly modeled precipitation, temperature and runoff were compared with observed values at monitoring stations in the region. Modeling efficiency, correlation coefficient, bias, mean absolute error and root mean squared error statistical indices were used to evaluate model’s simulations. Model shows its best performance for monthly temperature, runoff and precipitation respectively. Predictions are based on RCP4.5 scenario of the Fifth Assessment Report of Intergovernmental panel on climate change. For this period spatiotemporal variations of surface water budget components including precipitation, evapotranspiration and runoff have been studied and water balance equation in the catchment has been evaluated.  Finally considering small area of the catchment and short time of prediction period that does not allow to detect impacts of climate change, model performance in estimating water balance for the catchment is acceptable.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Verification of climate models
  • statistical indices
  • Water balance