ارزيابي مدلهاي گردش عمومي و رتبه بندي آنها به منظور شبيه سازي هيدرولوژيك

Evaluating Global Climate Models and Ranking them for Hydrological Simulation

در طي دهه هاي اخير بيش از 40 مدل گردش عمومي جو[1] در مراكز علمي دنيا براي شبيه سازي و پيشبيني اقليم جهان توسعه يافته است. اين مدلها براساس شرايط اوليه و مرزي، متغيرهاي مورد استفاده آب و هوا و ساختار متفاوت مي باشند. لذا براي استفاده از اين مدلها براي پيشبيني آب وهواي آينده در هر منطقه، ارزيابي نظام مند عملكرد مدلهاي مذكور در شبيه سازي سري زماني پارامترهاي اقليمي تاريخي مانند دما و بارندگي روزانه، ماهيانه و ساليانه الزامي خواهد بود. بدين منظور در اين مطالعه يك روش نوآورانه نظاممند براي ارزيابي عملكرد 36 مدل گردش عمومي جو از گزارش پنجم هيئت بين‌الدول تغيير اقليم[2] در دامنه هاي جنوبي رشته كوههاي البرز انجام پذيرفته است. براساس نتايج، بهكارگيري روش نوآورانه داراي دقت غيرقابل مقايسهاي در انتخاب درست مدل گردش عمومي در هر منطقه خواهد بود. همچنين نتايج بيانگر دقت نامناسب اكثر مدلها در شبيه سازي دما و به ويژه بارندگي تاريخي در منطقه مطالعاتي (همانند ساير مطالعات معتبر در دنيا) بوده و حتي در مدلهاي برتر محدوده مطالعاتي نيز شبيه سازي بارندگي ماهيانه تاريخي مناسب نبوده است. در نهايت براساس پنج شاخص آماري ضريب نش[3]، اريب[4]، تبيين، ريشه ميانگين مربعات خطا[5] و متوسط خطاي مطلق[6]، مدلهاي ACCESS1.0 وGFDL-CM3 با اولويت بالاتر و دو مدل CNRM-CM5 و GFDL-ESM2G در اولويت بعدي براي بررسي تغيير اقليم و پيشبيني متغيرهاي دما و بارندگي سالهاي آينده در محدوده مطالعاتي رتبه بندي و پيشنهاد گرديد.

Over the past decades, more than 40 global climate models have been developed in scientific centers around the world to simulate and predict the world climate change. These models are different depending on the initial and boundary conditions, the variables used in the climate, and the structure. Therefore, to use these models to predict future climate in each region, systematically evaluation performance of these models in simulating the time series of observed climatic parameters such as daily, monthly and annually temperature and precipitation will be required. Hence, in this study, an innovative systematic approach for evaluating the performance of 36 global climate models from the Fifth Intergovernmental Panel on Climate Change report on the southern slopes of Alborz Mountains is done. Based on the results, applying the innovative method will have incomparable accuracy in the right choice of general circulation model in each region. The results also indicate the inappropriate accuracy of most models in simulating temperature and especially historical precipitation in the study area (as in other valid studies in the world) and even in the top models of the study area the historical monthly precipitation simulation was not appropriate. Finally based on five statistical properties of Nash–Sutcliffe, bias, correlation, root mean square error and mean absolute error, ACCESS1.0 and GFDL-CM3 models with higher priority and CNRM-CM5 and GFDL-ESM2G models are proposed in the next priority for climate change studies and future temperature and precipitation values prediction.