ارزیابی چند مدل در پیش بینی سری های زمانی شاخص بارندگی استاندارد
عنوان مقاله: ارزیابی چند مدل در پیش بینی سری های زمانی شاخص بارندگی استاندارد
شناسه ملی مقاله: JR_WRA-27-3_013
منتشر شده در در سال 1392
شناسه ملی مقاله: JR_WRA-27-3_013
منتشر شده در در سال 1392
مشخصات نویسندگان مقاله:
سمیه حجابی - دانشجوی دکترای هواشناسی کشاورزی دانشگاه تهران؛
جواد بذرافشان - عضو هیئت علمی
خلاصه مقاله:
سمیه حجابی - دانشجوی دکترای هواشناسی کشاورزی دانشگاه تهران؛
جواد بذرافشان - عضو هیئت علمی
خشکسالی یک رخداد هواشناسی تکرارشونده و موقتی است که ناشی از کاهش بارندگی نسبت به میانگین بلندمدت آن میباشد. با توجه به اهمیت پیشبینی خشکسالی و نقش آن در مدیریت منابع آب، در این مطالعه به ارزیابی مهارت شش نوع مدل استوکاستیک (AR، MA، ARMA، ARIMA غیرفصلی، ARIMA فصلی و ARIMA مکثر) در مدلسازی و پیشبینی سریهای زمانی شاخص بارندگی استاندارد شده (SPI) پرداخته شد. برای دستیابی به این هدف، از داده های بارندگی ماهانه ی ۱۰ ایستگاه سینوپتیک با اقلیم های خیلی مرطوب تا فراخشک (دورهی آماری ۲۰۰۷-۱۹۷۳) استفاده شد. ابتدا از طریق انتقال احتمال تجمعی توزیع بهینه بارندگی به توزیع احتمال تجمعی نرمال استاندارد، مقادیر SPI در مقیاسهای زمانی ۳، ۶ و ۱۲ ماهه محاسبه شد. سپس، در یک فرآیند چند مرحله ای (شناسایی، برآورد پارامتر و آزمون کفایت مدل) توسعه ی مدلها بر روی مقادیر SPI مربوط به دورهی ۱۹۷۳ تا ۲۰۰۰ صورت گرفت و از بین مدلهای داوطلب، مناسبترین مدل استوکاستیک برای هر یک از مقیاس های زمانی تعیین شد. به منظور صحت سنجی مدل های منتخب، پس از انجام پیش بینی های یک تا دوازده گام به جلو مقادیر SPI برای دورهی ۲۰۰۱ تا ۲۰۰۷، به مقایسهی مقادیر و طبقات مشاهده شده و پیش بینی شده ی SPI پرداخته شد. نتایج ارزیابی دقت مدل ها در پیش بینی مقادیر SPI در ایستگاههای منتخب نشان داد در پیش بینی یک گام به جلو، در مقیاس ۳ ماهه، مدل استوکاستیک ایستگاه بوشهر (۰/۷۰=r و ۰/۶۶=RMSE) و در مقیاس ۶ ماهه و ۱۲ ماهه، مدل استوکاستیک ایستگاه همدان نوژه (مقیاس ۶ ماهه: ۰/۸۴=r و ۰/۴۱=RMSE؛ مقیاس ۱۲ ماهه: ۰/۹۳=r و ۰/۳۰=RMSE) دارای بیشترین دقت در مقایسه با مدل استوکاستیک سایر ایستگاهها میباشد. همچنین با افزایش مقیاس زمانی، خطای پیش بینی به میزان قابل توجهی کاهش می یابد و با افزایش گام زمانی دقت پیش بینی کاهش مییابد. نتایج ارزیابی دقت مدل ها در پیش بینی طبقات SPI بر مبنای آمارهی کاپا (K) نشان داد حداکثر توافق طبقات مشاهده شده و پیش بینی شدهی یک گام به جلو در مورد SPI۳، SPI۶ و SPI۱۲ به ترتیب مربوط به ایستگاه بوشهر (۰/۴۶=K)، ایستگاه گرگان (۰/۶۶=K) و ایستگاه زاهدان (۰/۸۱=K) میباشد. همچنین با افزایش مقیاس زمانی، میزان توافق طبقات مشاهده شده و پیش بینی شده افزایش مییابد و با افزایش گام زمانی میزان توافق طبقات مشاهده شده و پیش بینی شده کاهش مییابد.
کلمات کلیدی: آماره کاپا, پیش بینی, شاخص بارندگی استاندارد شده, مدل های استوکاستیک
صفحه اختصاصی مقاله و دریافت فایل کامل: https://civilica.com/doc/1750666/