پیش بینی شاخص SPEI با استفاده از مدل های تصادفی سری زمانی (مطالعه موردی:استان اردبیل)

پیش بینی خشکسالی در برنامه ریزی علمی و مدیریت بهینه منابع آب هر منطقه اهمیت فراوانی دارد. در این مطالعه مدل سازی و پیش بینی سری های زمانی شاخص خشکسالی (SPEI) برای سه ایستگاه واقع در استان اردبیل با استفاده از مدل های ARMA و SARIMA انجام شد. بدین منظور از اطلاعات هواشناسی ایستگاه های اردبیل، خلخال و پارس آباد در دوره آماری (۲۰۲۱-۱۹۹۲) بهره گرفته شد. شاخص SPEI در هر ایستگاه، در مقیاس های زمانی مختلف، محاسبه و از ۲۵ سال اول داده ها برای واسنجی و ۵ سال آخر برای صحت سنجی استفاده شد. مناسب ترین مدل هر ایستگاه انتخاب گردید. نتایج نشان داد که در هر سه ایستگاه، سری های زمانی SPEI۱، SPEI۳ و SPEI۶ روند فصلی قوی، با تناوب ۱۲ ماهه داشتند. با افزایش مقیاس زمانی از اهمیت روند فصلی کاسته می شد. طوری که، در سری SPEI۱۲ هیچ روند فصلی مشاهده نشد. در ایستگاه اردبیل، دقیق ترین پیش بینی از بین همه مقیاس های زمانی، متعلق به SPEI۳ بوده که با مدل SARIMA(۰,۰,۲)(۳,۱,۰)۱۲ و معیارهای RMSE=۰.۲۵، NS=۰.۹۴ و AIC=-۱۴۴.۹۴ ارزیابی گردید. در ایستگاه خلخال، دقیق ترین پیش بینی مربوط به سری SPEI۳ با مدل SARIMA(۱,۰,۲)(۳,۱,۰)۱۲ و معیارهای RMSE=۰.۳، NS=۰.۹۱ و AIC=-۱۸۵.۵۲ ارزیابی شد. در ایستگاه پارس آباد بهترین پیش بینی مربوط به سری SPEI۶ بود که با مدل SARIMA(۳,۰,۰)(۰,۱,۱)۱۲ و معیار های RMSE=۰.۳۳، NS=۰.۸۹ و ACI=-۲۵۱.۵ حاصل شد. نتایج این مطالعه در مدیریت منابع آب استان اردبیل می تواند مفید واقع شود.

کلیدواژه ها:

پیش بینی ، خشک سالی ، SPEI ، ARIMA