ارزيابي كارايي الگوريتم ژنتيك و روش هيبريدي GASA در پيش‌بيني طوفان‌هاي گردوغبار (مطالعه موردي: استان خوزستان)

افزايش وقوع طوفان‌هاي گردوغبار در چند سال اخير در جنوب غرب ايران به ويژه در استان خوزستان و به تبع آن كاهش كيفيت هوا در اين مناطق، اهميت پيش‌بيني و ارتباط اين پديده با نوسانات اقليمي را دوچندان كرده است. هدف از اين پژوهش بررسي كارايي روش‌هاي هيبريدي ژنتيكتبريد (GASA) و الگوريتم ژنتيك (GA) به منظور انتخاب متغيرهاي ورودي بهينه در پيش‌بيني فراواني روزهاي همراه با طوفان گردوغبار (FDSD) است. بدين منظور از داده‌هاي ساعتي گردوغبار و كدهاي سازمان هواشناسي و همچنين داده‌هاي اقليمي شامل دماي حداكثر، دماي حداقل، دماي متوسط، مجموع بارش و سرعت بيشينه باد در مقياس فصلي با طول دوره آماري ۳۵ ساله (۲۰۱۸-۱۹۸۴) در هفت ايستگاه سينوپتيك استان خوزستان استفاده شد. در ادامه با در دست بودن سري زماني شاخص FDSD و ساير متغيرهاي اقليمي، اقدام به مقايسه كارايي حالت‌هاي مختلف متغيرهاي ورودي، به منظور پيش‌بيني فراواني روزهاي همراه با طوفان گردوغبار در فصل آينده شد. نتايج نشان داد كه روش هيبريدي ژنتيكتبريد (GASA) در بين تمام حالت‌هاي انتخاب متغيرهاي ورودي، بهترين عملكرد را داشت؛ به طوري كه در اين حالت معيارهاي ارزيابي R، MAE و RMSE به ترتيب از 0.91، 0.29 و 0.44 تا 0.99، 0.13 و 0.17 در ايستگاه‌هاي مورد مطالعه متغير بود. همچنين متوسط فراواني روزهاي همراه با طوفان گردوغبار در مقياس فصلي در ايستگاه‌هاي مورد مطالعه به ترتيب صعودي از 1.68 تا 4.10 متغير بود به طوري كه با افزايش شاخص FDSD در ايستگاه مورد مطالعه، دقت پيش‌بيني تمام حالت‌ها افزايش داشت به نحوي كه در حالت اول پيش‌بيني (صرفاً بر اساس شاخص FDSD)، ضريب همبستگي بين مقادير مشاهداتي فراواني روزهاي همراه با طوفان گردوغبار و مقادير محاسباتي آن از 0.87 به 0.95 افزايش يافت. براي حالت دوم (پيش‌بيني بر اساس فرواني روزهاي همراه با طوفان گردوغبار و همه ويژگي‌هاي كمكي يعني FDSD AC)، حالت سوم (بر اساس بهينه‌سازي الگوريتم ژنتيك) و حالت چهارم (بر اساس روش هيبريدي ژنتيكتبريد) نيز ضريب همبستگي به ترتيب از 0.93 تا 0.94، 0.91 تا 0.97 و 0.94 تا 0.99 در ايستگاه‌هاي موردمطالعه متغير بود. در مجموع با مقايسه حالت‌هاي مورد استفاده، روش هيبريدي ژنتيكتبريد (GASA) بهترين عملكرد و بعد از آن الگوريتم ژنتيك (GA) بهترين نتيجه را ارائه نمود. نتايج اين مطالعه مي‌تواند در مديريت پيامدهاي ناشي از طوفان گردوغبار و برنامه‌هاي مقابله با بيابان‌زايي در مناطق تحت مطالعه مفيد باشد.