علوم و مهندسی آبیاری

علوم و مهندسی آبیاری

ارزیابی مکانی و زمانی داده‌های شبکه‌ایی بارش CHRIPS، PERSIAN-CDR و ERA5 (مطالعه موردی استان لرستان)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 گروه مهندسی آب، دانشکده مهندسی آب و محیط زیست، دانشگاه شهید چمران اهواز
2 موسسه تحقیقات خاک و آب، بخش آبیاری و فیزیک خاک، کرج
3 دانشگاه شهید چمران اهواز
چکیده
بارش یکی از متغیرهای مهم در مطالعات هیدرولوژیکی و منابع آب است. بنابراین، تخمین دقیق بارش یک مساله مهم است. دراین پژوهش، عملکرد سه پایگاه داده CHIRPS، ERA5 و PERSIANN-CDR جهت برآورد بارش در استان لرستان درمقیاس‌های روزانه، ماهانه، فصلی وسالانه با استفاده ازشاخص‌های آماری شامل nRMSE، RMSE، rMBE و NSE و شاخص‌های توان تشخیص وقوع بارش POD، CSI و FAR ارزیابی شد. داده‌های بارش 9 ایستگاه سینوپتیک در دوره آماری 1380 تا 1400به صورت روزانه اخذ و با نتایج سه پایگاه داده مقایسه شدند. فرض این پژوهش بر آن است که داده‌های سنجش از دوری و باز تحلیل در مکان‌هایی که با کمبود یا خلاء داده در سری زمانی رو به رو هستند می‌توانند مورد استفاده قرار گیرند. نتایج نشان داد در مقیاس فصلی و سالانه این داده دارای دقت قابل قبول و قابل اعتماد می‌باشند ولی در مقیاس روزانه وماهانه نیاز به تصحیح اریبی دارند. نتایج نشان داد که پایگاه داده‌های PERSIANN-CDR و CHIRPS در فصول مختلف و سالانه عملکرد بهتری داشتند. بر اساس شاخص‌های NSE و RMSE، پایگاه داده‌های PERSIANN-CDR و ERA5 به ترتیب بهترین عملکرد را در فصل پاییز و فصل بهار از خود نشان می‌دهند. همچنین در فصل زمستان و در مقیاس سالانه، پایگاه داده CHIRPS و PERSIANN-CDR عملکرد بهتری را نشان دادند. مقدار rMBE نشان داد که پایگاه داده CHIRPSو PERSIANN-CDR بارش را کم برآورد می‌کنند، در حالی که ERA5 با بیش برآورد همراه است. بر اساس شاخص‌های قدرت تشخیص بارش، ERA5 با میانگین (POD) 93 درصد و (CSI) 82 درصد بهترین عملکرد را داشته و CHIRPSبا میانگین (FAR) 7 درصد نسبت به سایر پایگاه داده‌ها از عملکرد بهتری برخوردار است. پیشنهاد می‌گردد در مکان‌های که با کمبود داده روبرو هستند داده‌های فصلی و سالانه این پایگاه داده‌ها بکار گرفته شود و از استفاده آنها در مقیاس زمانی روزانه وماهانه با احتیاط استفاده گردد.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Evaluation Spatiotemporal Gridded datasets precipitation (CHIRPS, ERA5, PERSIANN-CDR), Case Study (Lorestan province)

نویسندگان English

Heidari motlag Aryan 1
shadman veysi 2
amir Soltani Mohammadi 3
1 Department of Water Engineering, Faculty of Water and Environmental Engineering, Shahid Chamran University of Ahvaz
2 Soil and Water Research Institute, Department of Irrigation and Soil Physics, Karaj
3 Shahid Chamran University of Ahvaz
چکیده English

Precipitation is one of the important variables in hydrological and water resources studies. Therefore, accurate estimation of precipitation is an important issue. In this study, the performance of three datasets, CHIRPS, ERA5, and PERSIANN-CDR, was evaluated for estimating precipitation in Lorestan Province on daily, monthly, seasonal and annual scales using statistical indices (i.e. nRMSE, RMSE, rMBE, and NSE), as well as precipitation occurrence indices POD, CSI, and FAR. Daily precipitation data from 9 synoptic stations from(2001 to 2022) were collected and compared with the results from the three datasets. Main suppose of this study is that remote sensing and reanalysis precipitation data can be used in locations facing data scarcity or gaps in time series. Results showed that they are reliable at seasonal and annual scales, but at daily and monthly scales, they require bias correction. The results indicated that the PERSIANN-CDR and CHIRPS datasets performed better in various seasons and annually. Based on the NSE and RMSE indices, the best performance was observed from the PERSIANN-CDR dataset in autumn and from ERA5 in spring. Additionally, in winter and on an annual scale, the CHIRPS and PERSIANN-CDR datasets showed better performance. The rMBE index revealed that the CHIRPS and PERSIANN-CDR databsets underestimated precipitation, while ERA5 overestimated it. According to the precipitation occurrence probability indices, ERA5 demonstrated the best performance with an average (POD) of 93% and (CSI) of 82%, and CHIRPS outperformed other datasets with an average (FAR) of 7%. It is recommended to use the seasonal and annual data from these datasets in areas with data scarcity, and to use the daily and monthly data with caution.

کلیدواژه‌ها English

Reanalysis
Remote sensing data
Bias correction
Data scarcity

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 21 خرداد 1404

  • تاریخ دریافت 03 دی 1403
  • تاریخ بازنگری 20 خرداد 1404
  • تاریخ پذیرش 21 خرداد 1404
  • تاریخ انتشار 21 خرداد 1404