پاورپوینت مدل ریز مقیاس نمایی (pptx) 27 اسلاید
دسته بندی : پاورپوینت
نوع فایل : PowerPoint (.pptx) ( قابل ویرایش و آماده پرینت )
تعداد اسلاید: 27 اسلاید
قسمتی از متن PowerPoint (.pptx) :
بنام خدا
مدل ریز مقیاس نمایی SDSM
مدلسازی در اقلیم شناسی
مدلهای اقلیمی در پی همانند سازی فرایندهای بسیارزیادی هستند که اقلیم را پدید می آورند مقصود از مدلسازی آن است که فراینهای اقلیمی را بشناسیم و اثر تغییرات آنها و روابط متقابلشان را با یکدیگر پیش بینی کنیم .
انواع مدلهای اقلیمی
مقدمه ای در باب مدل های گردش عمومی جو
مدل های گردش عمومی در واقع حل معادلات حاکم بر جو بر اساس قوانین نیوتن و ترمودینامیک هستند. به عبارت دیگر قوانین نیوتن در سه محور X، Y و Z نوشته می شوند که نهایتا به عنوان معادلات تکانه از آنها یاد می شود این سه معادله در کنار قوانین عمومی گازها و ترمودینامیکی، اساس مدل های گردش عمومی جو را تشکیل می دهند. هدف مدل های گردش عمومی پیش بینی تحول زمانی جو می باشد. در ارتباط با این مدل ها دو دیدگاه عمده وجود دارد:
1) دیدگاهی که هدف آن استفاده از اینگونه مدل ها برای پیش بینی فصلی (از یک ماه آینده تا کمتر از یکسال) می باشد. البته اخیرا در مرکز هادلی انگلیس و سازمان هواشناسی ژاپن همین روش را برای پیش بینی های کمتر از 5 سال نیز استفاده می کنند، منتها برای مناطق حاره که تاثیرپذیری بیشتری از دمای پهنه های اقیانوسی دارند. در واقع دو مرکز یاد شده با استفاده از فقط داده های شرایط مرزی اقیانوسی اقدام به پیش بینی 2 تا 5 سال اقلیم می کنند.
یکی از محدودیت های اصلی در استفاده از خروجی های اقلیمی مدل های چرخه عمومی این است که دقت تجزیه مکانی و زمانی آنها با دقت مورد نیاز مدل های منطقه ای و هیدرولوژیکی مطابقت ندارد. دقت مکانی این مدل ها در حدود 200 کیلومتر است، که این دقت خصوصاً برای بررسی مناطق کوهستانی و پارامترهای اقلیمی نظیر بارش و دما مناسب نمی باشد . با استفاده از روش کوچک مقیاس کردن، می توان خروجی های این مدل ها را به متغیرهای سطحی در مقیاس حوزه مورد مطالعه تبدیل نمود.
دومین دیدگاه استفاده از این مدل ها برای پیش بینی اقلیم در مقیاس دهه تا سده می باشد که نمونه های ان هم اکنون در مراکز مختلف اقلیمی در حال اجرا می باشد و هم اکنون اقلیم کره زمین را تا 2300 میلادی با استفاده از همین مدل ها شبیه سازی نموده اند.
ریز مقیاس نمایی
مدل های گردش عمومی هیچگاه نمی توانند مستقیما برای پیش بینی های منطقه ای یا نقطه ای استفاده شوند، آنها نیازمند ریزمقیاس نمایی هستند تا با اعمال رفتار های محلی در آنها پیش بینی هایشان در مقیاس های محلی بهبود یابند. بایستی قبل از استفاده از این داده ها آنها را ریزمقیاس کنید. کوچک مقیاس کردن در حقیقت به فرآیند حرکت از پیش بینی کننده های بزرگ مقیاس به پیش بینی شونده ها در مقیاس محلی اطلاق می شود.
روش های مختلفی جهت تولید سناریوهای اقلیمی منطقه ای از سناریوهای اقلیمی مدل های چرخه عمومی جو وجود دارد که از آن جمله می توان روشهای ریز مقیاس را نام برد.
.
ریز مقیاس نمایی به دو صورت انجام می شود: دینامیکی و آماری. ریز مقیاس نمایی دینامیکی مدل هایی که برای ریز مقیاس نمایی دینامیکی استفاده می شوند بسیار شبیه همان مدل های گردش عمومی هستند، منتها گامهای زمانی و مکانی شبکه ریزتر و دقیقتر هستند. مثلا گام مکانی مدل های گردش عمومی حدود 2.5 در 2.5 درجه جغرافیایی-حدود 250 کیلومتر در عرض های جغرافیایی محدوده کشورمان- می باشد در حالیکه که گام مکانی مدل های ریزمقیاس نمایی دینامیکی که به آنها مدل های منطقه ای نیز می گویند بین 20 تا 50 کیلومتر در نظر گرفته می شود. البته این عدد ثابت نیست و ممکن است شما گام مکانی را 10 کیلومتر هم بگیرید. از انواع مدل های دینامیکی می توان به RegCM , NCEP/RSM و یا WRF اشاره کرد.
روش ریز مقیاس نمایی آماری :
روش دیگری که شما می توانید مدل های گردش عمومی را ریزمقیاس کنید ریزمقیاس نمایی آماری است.
در این روش پس از تعیین تابع مطلوب، متغیرهای اقلیمی بزرگ مقیاس که توسط مدل های چرخه عمومی در دوره های آتی شبیه سازی شده اند، به عنوان ورودی در این توابع اعمال شده و متغیر سطحی مورد نظر نتیجه خواهد شد
در این روش یک ارتباط آماری با استفاده از رگرسیون ساده، چند متغیره ، شبکه عصبی و . . . بین رفتار واقعی ایستگاه و برونداد مدل گردش عمومی ایجاد می شود. بعد از راستی آزمایی، این معادلات می توانند در ریزمقیاس نمایی پیش بینی های آینده با استفاده از سناریوهای انتشار مورد استفاده قرار گیرند. اگر چه این روش نسبت به روش های قبلی نتایج بهتری را ارائه می کند، ولی نیاز به داده های مشاهداتی زیاد و قضاوت متخصصین به منظور برقراری رابطه مناسب را دارد.
برخی از مدل هایی که برای این روش استفاده می شوند عبارتند از:
WGEN, CLIMGEN, LARS-WG, SDSM, ASD, Magicc-Scengen
..
مقدمه ای در معرفی مدل ریزمقیاس نمایی آماری SDSM
این مدل ارتباطات آماری بین رفتار های بزرگ مقیاس(پیش بینی كننده ها) و محلی(پیش بینی شونده ها) را بر اساس روش رگرسیون خطی چندگانه برقرار می كند.
این ارتباطات با استفاده از داده های مشاهداتی ایستگاه و بروندادهای (خروجی) مدل های گردش عمومی در دوره مشابه دیدبانی ایجاد می شوند. فرض بر این است كه این روابط در آینده نیز صادق باشند، به عبارت دیگر فرض اساسی در ریز مقیاس نمایی آماری مستقل از زمان بودن این ارتباطات است قبل از انجام فرآیند ریزمقیاس نمایی توسط این مدل داده های مشاهداتی و داده های مدل های گردش عمومی با توجه به مقادیر میانگین و انحراف معیار آنها در دوره مورد نظر نرمالیزه می شوند.