تاثير توپوگرافي اصلاح شده در در بهبود نتايج مدل اقليمي RegCM4 (مطالعه موردي: شمال ايران)

The effect of revised topography dataset on improvement of RegCM4 model results (Case study: northern of Iran

كمبود داده هاي اقليمي منطقه اي يكي از چالش هاي بنيادي در مطالعات اقليم شناسي كشاورزي است. در اين تحقيق، تاثير توپوگرافي در خروجي مدل اقليمي RegCM4 مورد بررسي قرار گرفت. هدف از اين مطالعه، بررسي اعمال داده هاي توپوگرافي اصلاح شده (GMTED2010) به جاي داده هاي معمول توپوگرافي (GTOPO) بر خروجي هاي مدل مي باشد. به اين منظور، يك بازه يك-ساله (دسامبر 2013 تا دسامبر 2014) با دوره پايدارسازي مناسب انتخاب و مدل دو بار با شرايط يكسان و فقط جايگزيني داده توپوگرافي اجرا گرديد. داده هاي شرايط مرزي ثانويه از داده هاي بازتحليل NNRP2 و قدرت تفكيك 20 كيلومتر (2/5 در 2/5 درجه) انتخاب شد. داده هاي دماي سطح آب از پايگاه داده NOAA در مقياس هفتگي و مقياس مكاني 1 در 1 درجه اخذ شد. نتايج حاصل از خروجي ها نشان داد كه داده توپوگرافي GMTED نسبت به داده توپوگرافي GTOPO در مناطقي از ساحلي درياي خزر افزايش ارتفاع (در بيشترين حالت 254 متر) و در بعضي از مناطق رشته كوه هاي البرز كاهش ارتفاع (بيشترين كاهش ارتفاع 400 متر) داشته است. به دليل ارتفاع بيشتر GTOPO در رشته كوه هاي البرز سرعت باد نيز به مراتب نسبت به GMTED بيشتر بوده به طوري كه بيشترين تفاوت تا 1/6 - متر بر ثانيه در زمستان داراست. در منطقه حداكثر اختلاف توپوگرافي، كاهش ارتفاع در داده GMTED نسبت به داده GTOPO با افزايش 80 درصدي بارش در فصل بهار همراه است. تفاوت دما نيز كاملاً از الگوي تفاوت ارتفاع دو داده توپوگرافي تبعيت كرده و در مناطقي كه ارتفاع افزايش يافته ميانگين دماي روزانه 2/4 درجه سلسيوس كاهش و در مناطقي كه ارتفاع كاهش يافته است دما حدود 1/2 درجه سلسيوس افزايش پيدا كرده است. همچنين اصلاح توپوگرافي كه منجر به كاهش ارتفاع در ناحيه كوهستاني شده است سبب كاهش سرعت باد و واقعي تر شدن آن شده است. نتيجه كلي آن است كه داده توپوگرافي اصلاح شده GMTED نتايج خروجي مدل را بهبود داده و مي بايست در پژوهش هاي آتي جايگزين داده قديمي GTOPO گردد.

Lack of regional climatic data is great challenge for agroclimatic studies. In this research، the influence topography on RegCM4 model results was investigated. In order of determine the role of topography on improving the results of RegCM model، two topographic datasets (GTOPO، GMTED) were used for a specific period of time and similar conditions to run the model. The experiments were done with lateral boundary conditions obtained from The NCEP-DOE Reanalysis 2 (NNRP2) dataset at 2.5° × 2.5° latitude-longitude horizontal resolution. The sea surface temperature (SST) for the corresponding regional climate simulations were prescribed from the National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) Optimum Interpolation SST (OISST) dataset with a weekly temporal resolution and 1° × 1° spatial resolution. The topographical output of the model showed an increase of elevation in the Caspian sea coast [max (GMTED-GTOPO) = 254 m]، while in some areas of Alborz mountains a decrease in elevation [max (GMTED-GTOPO) = -400 m] was observed. Due to higher elevation of GTOPO in the Alborz Mountains، the derived speed of this simulation is relatively higher than GMTED، which could reach as high as 1.6 m/s during winter season. The highest precipitation difference occurred during spring season in the vicinity of the area where 400 m of decreased elevation was observed، with amounts as high as 16 mm/day (80% increase in precipitation). The temperature differences followed closely the topographical differences. In the seashore areas، where there was increased elevation، temperature decreased correspondingly (max. of -2.4°)، whereas in mountainous areas with decrease in elevation، the temperature increase was observed (max. of 1.2°). The findings from this research identified، the modified data (GMTED) is improving the results of the model and should be replace the old data (GTOPO) in future research.