پژوهش حاضر با هدف ارزیابی دقت داده های بارش سنجنده TRMM-3B43V7 و داده های شبکه بندی شده GPCC در برآورد بارش واقعی ایستگاه های همدیدی کشور به انجام رسیده است. برای این منظور داده های ماهانه بارش 46 ایستگاه همدیدی ایران با پراکنش مناسب در سطح کشور، داده های بارش سنجنده TRMM-3B43V7 و داده های بارش GPCC برای دوره مشترک آماری 2010-1998 از تارنماهای مربوطه دریافت و استفاده شد. دقت مکانی داده های سنجنده TRMM و GPCCبه ترتیب 0.25×0.25 و 0.5×0.5 درجه جغرافیایی است. برای ارزیابی دقت این داده ها از آماره های ضریب تعیین (r2)، مجذور میانگین مربع خطا (Rmse)، شیب خط (Slope)، اریبی (Bias) و ضریب کارایی مدل (EF) استفاده شد. مقایسه های آماری انجام شده نشان داد اگرچه داده های TRMM-3B43V7 در برخی مناطق مانند ایستگاههای سواحل خلیج فارس و شمال غرب ایران و بصورت موردی برای ایستگاه هایی مانند تهران بارش را بیشتر و یا کمتر از مقدار واقعی برآورد می کند، اما در مجموع برآورد بارش با TRMM-3B43V7 در بیشتر ایستگاههای مورد مطالعه از دقت خوبی برخوردار است. ارزیابی داده های شبکه بندی شده GPCC نیز نتایج مشابه ای را بدست داد که بیانگر دقت مناسب داده های GPCC در سطح ایران است. بیشترین میزان ضریب همبستگی برای مناطق شمال شرق، غرب میانه و شمال غرب ایران بدست آمد که دلیل آن تراکم زیاد ایستگاههای باران سنجی در این مناطق می باشد که GPCC از آن برای تولید این داده ها بهره برده است. بررسی توزیع زمانی بارش ماهانه TRMM-3B43V7 و GPCC در مقایسه با داده های مشاهده ای نیز نشان داد که هر دو این داده ها به خوبی روند تغیرات بارش ماهانه داده های مشاهده ای را شبیه سازی می کنند.

برای انجام این پژوهش داده های بارش ماهانه سه پایگاه مرکز اقلیم شناسی بارش جهانی (GPCC)، اسفزاری و ایستگاه-های همدیدی بر روی ایران طی بازه زمانی 1962 تا 2010 استفاده شد. برای سنجش دقت مقادیر برآوردی بارش پایگاه داده GPCC ابتدا به کمک تابع نزدیک ترین همسایه تفکیک مکانی همسان سازی شد. رویکرد تراکم بیشتر به تراکم کمتر برای گزینش یاخته های مکانی و مقایسه پایگاه ها به کار گرفته شد. از هفت نمایه واکاوی ارزیابی دقت مقادیر بارش در ابعاد زمان و مکان استفاده شد. یافته های حاصل از این پژوهش بیانگر هماهنگی و همبستگی زمانی بسیار بالای بارش برآورد شده این پایگاه با دو پایگاه داده ملی اسفزاری و ایستگاهی است. کاربست شاخص های ارزیابی دقت بر روی سری زمانی مقادیر بارش پایگاه داده GPCC نشان داد که علاوه بر هماهنگی زمانی در افت وخیزهای بارش، مقادیر بارش برآوردشده این پایگاه بسیار نزدیک به مقادیر بارش مشاهده و ثبت شده است. اگرچه در برخی مناطق مقادیر بارش برآورد شده همراه با اریبی است ولی نسبت خطای مقادیر برآوردشده به مقدار کل بارش مشاهده شده بسیار کوچک است. از لحاظ پراکنش مکانی دقت این پایگاه در برآورد بارش بر روی نیمه غربی رشته کوه های زاگرس و شمال شرق کشور بیشینه است. بر روی این گونه مناطق شاخص توافق و ضریب تعین نزدیک به عدد یک است. بیشترین مقدار شاخص ریشه دوم میانگین مربعات خطای نسبی در مناطق بسیار خشک مرکزی و بیابان لوت مشاهده می شود. در مناطق پربارش میزان شاخص یادشده به نسبت بسیار کوچک تر است. از لحاظ زمانی بیشترین هماهنگی در سری زمانی مقادیر بارش برآوردشده این پایگاه با دو پایگاه ملی اسفزاری و ایستگاهی در ماه های پربارش دیده می شود. برپایه یافته های حاصل از شاخص کارآیی ناش–ساتکلیف می توان گفت که کاربست و کارآیی مقادیر بارش برآورد شده این پایگاه بسیار بهتر از به کارگیری مقادیر میانگین بارش بر روی اغلب گستره ایران زمین است. یافته های این پژوهش تاییدی بر یافته های سایر پژوهشگران در ارتباط با دقت بالای مقادیر بارش برآورد شده پایگاه GPCC است.

هدف: هدف پژوهش حاضر بررسی دقت و قابلیت اعتماد داده های GPCC و CRU به منظور انجام مطالعات مختلف هیدرو-اقلیمی در عراق است. روش و داده: داده های مورد استفاده شامل بارش ماهانه پایگاه داده GPCC با قدرت تفکیک مکانی 5/0 و 25/0 جغرافیایی و داده های بارش ماهانه، حداقل و حداکثر دمای ماهانه پایگاه داده CRU با قدرت تفکیک مکانی 5/0 جغرافیایی طی دوره 2020-1990 است. به منظور ارزیابی دقت داده ها از آماره های R، R2، EF، BIAS، RMSE و Slope استفاده شده است. یافته ها: بر اساس نتایج اعتبارسنجی، GPCC و CRU در برآورد بارش، دمای حداقل و حداکثر در عراق دارای دقت مناسبی هستند. GPCC در برآورد بارش در استان های شرقی و شمالی عراق دارای ضریب همبستگی بالا (87/0- 71/0) است. مقدار آمارۀ Slope در اکثر ایستگاه ها بین 2/1- 80/0 و NRMSE کمتر از 3 است. CRU در برآورد بارش در نیمه شرقی و شمالی کشور دارای R حدود 81/0، 5/0 < EF، 2 > NRMSE و Bias بین 2- تا 6 میلی متر است. همچنین، CRU در برآورد دمای حداقل و حداکثر در عراق دارای تطابق بالایی دارند، به طوری که داده های CRU و رصدی در ایستگاه ها دارای 96/0< R، 95/0< R2، 95/0< EF، 95/0 < Slope و NRMSE در حدود کمتر از 5/1 در اکثر مناطق هستند. نتیجه گیری: بر اساس نتایج اعتبارسنجی، GPCC و CRU در برآورد بارش، دمای حداقل و حداکثر در عراق دارای دقت مناسبی هستند. GPCC در برآورد بارش در استان های شرقی و شمالی عراق دارای ضریب همبستگی بالا (87/0- 71/0) است. داده­های CRU در برآورد دمای حداقل و حداکثر در عراق دارای تطابق بالایی دارند؛ بنابراین، می توان داده های GPCC و CRU را به عنوان منابعی معتبر برای تحلیل الگوهای بارش و دما و برای مناطق فاقد آمار در عراق معرفی کرد. نوآوری، کاربرد نتایج: هر دو منبع داده امکان تحلیل الگوهای بارش و دما و همچنین گام های مهم تصمیم گیری مرتبط با مدیریت آب و سازگاری با تغییرات آب و هوا را فراهم می کنند.

بارندگی نقش مهمی در چرخه آب و انرژی جهانی بازی می کند. خاستگاه علاقه مندی ما نسبت به واکاوی بلند مدت ریزش های آسمانی به دلیل ارزیابی تغییر اقلیم و اثراتی است که این رویداد بر جنبه های گوناگون زندگی ما می گذارد. بر مبنای چنین نیازی سازمان های ملی و فرا ملی آغازگر بسیاری از پژوهش ها و برنامه های پایشی شده و از آن ها پشتیبانی نمودند. در جهان مراکز بسیاری هستندکه داده های شبکه ای بارش را در مقیاس های زمانی و مکانی گوناگون پدید آورده، در دسترس کاربران قرار می دهند. در این پژوهش کوشش شده تا پایگاه ملی اسفزاری به همراه پایگاه های جهانی GPCC، GPCP و CMAP معرفی شود و داده های بارش شبکه ای این سه پایگاه جهانی با پایگاه ملی بر پهنه ایران زمین مقایسه شود. نتایج نشان می دهد که ، میان پایگاه ملی و این سه پایگاه به ویژه GPCC همبستگی بالایی به ویژه در فصلهای پربارش دیده می شود.

بارش در حوضه خزر به عنوان مهمترین سنجه اقلیمی توزیع زمانی و مکانی خاص و پیچیده ای دارد .بدین دلیل، آگاهی از تغییرات مکانی و زمانی آن در این حوضه آبی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. زیرا، تغییرات آن می تواند پیامدهای مختلف زیست محیطی، اقتصادی و اجتماعی به همراه داشته باشد. هدف از این پژوهش، واکاوی تغییرات مکانی و زمانی بارش در حوضه خزر است. بدین منظور، داده های ماهانه بارش از تارنمای مرکز آب و هواشناسی بارش جهانی (GPCC) با توان تفکیک 0.5 در 0.5 درجه قوسی در یک دوره آماری 63 ساله (1951 تا 2013) اخذ شد. برای ارزیابی تغییرات مکانی و زمانی بارش، از داده های استخراج شده از این پایگاه داده بارشی میانگین سالانه، فصلی و ماهانه تهیه شد. آزمون ناپارامتری من-کندال با احتمال 95 درصد بر روی داده های ماهانه، فصلی و سالانه اعمال و با استفاده از نرم افزار ArcGIS، نقشه های 17گانه روند مکانی بارش در سطح حوضه ترسیم شد. نتایج نشان داد که بارش در ماه های مارس و آوریل در پهنه های غربی، شرقی و جنوب غربی حوضه خزر روند کاهشی معناداری با احتمال 95 درصد دارد. در بازه زمانی فصلی، بارش تنها در فصول بهار و پاییز روندی معنی دار و کاهشی در بخش غربی حوضه دارد، این در حالی است که در فصول تابستان و زمستان، فرض وجود روند تأیید نشد. تحلیل تغییرات مکانی بارش سالانه نیز نشان از روند کاهشی معنی دار در پهنه غربی حوضه دارد. واکاوی تغییرات بارش حوضه خزر در سری های زمانی ماهانه نیز حکایت از روند کاهشی معنی دار با احتمال 95 درصد در ماه مارس در این حوضه دارد.

سابقه و هدف:خشکسالی رویدادی است که هر ساله کشورهای زیادی را با کمبود آب مواجه می کند. اقلیم خشک و نیمه خشک و توزیع نامناسب بارندگی از نظر مکانی و زمانی سبب افزایش اثر منفی کمبود منابع آب در کشور ایران می باشد. در پژوهش حاضر وضعیت خشکسالی هواشناسی حوضه آبریز دریاچه ارومیه با استفاده از داده های شبکه ای بارش، دما و تبخیر و تعرق مرجع در 10 ایستگاه سینوپتیک از سال 1955-2019 مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور ابتدا عملکرد داده های شبکه ای CRU (Climatic Research Unit) و (Global Precipitation Climatology Center) GPCC در برآورد پارامترهای اقلیمی با استفاده از داده های زمینی ارزیابی شد. سپس از داده های شبکه ای جهت محاسبه شاخص شناسایی خشکسالی RDI (Reconnaissance Drought Index) استفاده گردید و پایش خشکسالی طی دوره آماری مشاهده مورد بررسی قرار گرفت.مواد و روش ها:حوضه آبریز در شمال غرب ایران در استان های آذربایجان غربی، شرقی و کردستان قرار گرفته و مرز غربی آن ارتفاعات مرزی ایران و ترکیه است. در پژوهش حاضر در ابتدا با مراجعه به سازمان هواشناسی کشور داده های بارش و دمای ایستگاه های مورد مطالعه طی یک دوره 65 ساله (11955-2015) دریافت و پردازش شد. سپس جهت معرفی و استفاده از داده های شبکه ای برای مکان و زمان های فاقد آمار، از داده های بارش ماهانه GPCC و مولفه های (حداقل، متوسط و حداکثر) دماییCRU ، برای 10 ایستگاه همدیدی منتخب حوضه دریاچه ارومیه در طی دوره آماری استفاده شد. جهت تحلیل خشکسالی بلند مدت و محاسبه شاخص RDI از داده های بارش، دما و تبخیر و تعرق حاصل از داده های شبکه ای استفاده گردید. یافته ها:در مطاعه حاضر برای واسنجی داده های مورد استفاده از دو رویکرد کلی استفاده شد. رویکرد اول عبارتست از اینکه کلیه داده های زمینی مستخرج از ایستگاه های هواشناسی به ترتیب زمانی در مقابل داده های شبکه ای ترسیم شده و یک رابطه رگرسیونی به آنها برازش داده می شود. در رویکرد دوم به تغییرات ماهانه داده های شبکه ای توجه شده و واسنجی برای هر ماه به صورت جداگانه انجام می شود. از این رو واسنجی ماهانه در ایستگاه ها برای داده های موجود انجام شد و نتایج نشان داد که خطای محاسباتی در داده های CRU برای دما و تبخیر و تعرق به مراتب کوچک تر بوده و توانسته است مقادیر داده های دما و تبخیر و تعرق را با خطای کمتر و عملکرد بهتر برآورد نماید. به عنوان مثال در ایستگاه ارومیه برای تخمین ETo، مقدار شاخص ارزیابی RMSE بین داده های زمینی و شبکه ای CRU، 0.918 میلی متر در روز می باشد. در حالیکه بعد از واسنجی این مقدار به 0.671 میلی متر در روز کاهش یافت. این روند کاهش خطا بین داده های زمینی و شبکه ای CRU در کلیه ایستگاه های مورد مطالعه نیز تکرار شده است. در ایستگاه های پیرانشهر و سقز برآورد تبخیر و تعرق مرجع با خطای بیشتری نسبت به سایر ایستگاه ها همراه بود. بطوریکه معیار MAE در ایستگاه های مذکور قبل از واسنجی به ترتیب 1.087 و 0.965 (mm/day) بوده و بعد از عمل واسنجی این شاخص به مقدار 0.309 و 0.467 (mm/day) کاهش یافته است. در این بخش علاوه بر شاخص های آماری از نمودار ویولنی برای نشان دادن توزیع داده ها نیز بهره گرفته شد. به طور کلی می توان نتیجه گرفت که داده های اقلیمی به دست آمده از پایگاه های اطلاعاتی CRU و GPCC مطابقت خوبی با مقادیر زمانی نشان می دهند اما اصلاح اریبی موجود در آنها همواره باید مورد توجه قرار گیرد.نتیجه گیری:تحلیل خشکسالی های حوضه آبریز حاکی از آن است که از سال2019-1998 RDI مقادیر منفی تری را به خود اختصاص داده که خشکسالی شدید را نشان می دهد و به عبارتی فعالیت های انسانی و شرایط اقلیمی را در منطقه با بحران مواجه می کند. نتایج پژوهش حاضر نشان دهنده عملکرد مناسب داده های شبکه ای CRU و GPCC در برآورد پارامترهای هیدرولوژیک بوده و توصیه می گردد در مناطقی که داده های ثبت شده زمینی طولانی مدت در دسترس نیست از پایگاه های اطلاعاتی فوق استفاده شود.

دمای هوا و بارندگی، کمیت و کیفیت تولیدات محصولات کشاورزی را تحت تأثیر قرار می دهد، بنابراین برآورد و بررسی تغییرات مکانی-زمانی آن اهمیت دارد. در بسیاری از مناطق کشور به دلیل تراکم کم ایستگاه های اندازه گیری و یا دوره ی آماری کوتاه ایستگاه های جدید، اطلاعات زمانی و مکانی محدودی در دسترس است. پژوهش حاضر با هدف امکان سنجی استفاده از داده های پایگاه ها هواشناسی شبکه بندی شدة CRU، AgMERRA، AgCFSR و GPCC-CRUدر برآورد عملکرد و نیاز آبی گیاه گندم و مقایسه ی آن با مقادیر برآوردشده با اطلاعات ایستگاه سینوپتیک قزوین است. به این منظور، اطلاعات اقلیمی ماهانه ی ایستگاه سینوپتیک قزوین از سال 1980 تا 2010 و اطلاعات اقلیمی پایگاه های یادشده به سه روش استفاده از نزدیک ترین نقطه به ایستگاه سینوپتیک (K1)، استفاده از میانگین چهار نقطه ی نزدیک ایستگاه سینوپتیک (K4) و استفاده از میانگین هشت نقطه ی نزدیک ایستگاه سینوپتیک (K8) استخراج شد. کیفیت داده های این پایگاه ها با استفاده از چهار شاخص آماری ( RMSE، NRMSE، ME) به صورت غیر مستقیم (با استفاده از خروجی های مدل گیاهی AquaCrop) ارزیابی شد. در برآورد نیاز آبی گیاه گندم، پایگاه اطلاعاتی GPCC-CR با چهار (K4) و یک (K1) نقطه همسایگی بهترین عملکرد را در قیاس با سایر گزینه ها داشت. برآورد عملکرد گندم با استفاده از داده های AgMERRA در دو حالت K1 و K4 بیشترین میزان همبستگی با داده های ایستگاه سینوپتیک را نشان داد. نتایج نشان می دهدبرای برآورد عملکرد محصولات زراعی می توان از اطلاعات پایگاه های اطلاعاتی هواشناسی شبکه بندی شده با دقت مناسب استفاده کرد. اما در خصوص برآورد نیاز آبی فقط پایگاه اطلاعاتی GPCC-CRUدقت قابل قبولی داشته است.

بارش از جمله مهم ترین عواملی است که در تخمین بسیاری از پارامترهای هیدرولوژیکی در سطح حوزه آبریز مورد استفاده قرار می-گیرد. با توجه به اهمیت داده های بارش در علوم مختلف و عدم وجود شبکه باران سنجی گسترده و مناسب، لازم است داده های بارش به نحوی برآورد شوند. یکی از راه های برآورد بارش، استفاده از داده های ماهواره ای است. در این پژوهش به ارزیابی داده های بارش مدل GPCC، GPCP، CMAP و NCEP-NCAR با داده های ایستگاهی در استان های البرز، قزوین، زنجان، کردستان و همدان پرداخته شد. نتایج نشان داد که در این مناطق بارش GPCP، GPCC، CMAPو NCEP-NCAR نتایج خوبی را داشتند و از میان آنها GPCP و GPCC نتیجه بهتری را ارائه کرده اند. در ارزیابی GPCP با میانگین وزنی ایستگاه های منطقه مورد مطالعه در پیکسل 3 در سال 2003 ضریب تبیین (R2)، ضریب کارایی مدل(EF)، خطای اریب میانگین (MBE)، میانگین مطلق خطا (MAE) و ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) به ترتیب برابر 96/0، 94/0، 13/3، 30/5 و 58/6 میلیمتر بر ماه به دست آمد.

در این مقاله به ارزیابی دقت اطلاعات چهار پایگاه بارش شبکه بندی شده جهانی شامل CRU، GPCC، PCDR و DEL در حوضه دریاچه ارومیه پرداخته شده است. بدین منظور از بارش مشاهداتی در شش ایستگاه همدیدی شامل ارومیه، مهاباد، تکاب، تبریز، مراغه و سقز بین سال های 1984 تا 2013 استفاده شد. ارزیابی ها بر اساس ضریب کارایی نش-ساتکلیف (NSE)، ضریب همبستگی (CC)، جذر میانگین مربعات خطا (RMSE) و Bias انجام گرفت. نتایج در تمام مقیاس ها (ماهانه، فصلی و سالانه)، حاکی از عملکرد مناسب GPCC بود. برای مثال در مقیاس سالانه، GPCC به ترتیب با NSE، CC و RMSE برابر با 0.87، 0.94 و 31.12 میلی متر، بهتر از سایر پایگاه ها عمل نموده است. بر اساس نتایج به دست آمده، عملکرد CRU نیز قابل قبول است. این پایگاه بر اساس Bias بهتر از GPCC عمل کرده است. همچنین PCDR و DEL عملکرد قابل قبولی در هیچ مقیاس زمانی نداشته اند.

پژوهش پیشرو با هدف معرفی داده های واحد تحقیقات اقلیمی(CRU) و ارزیابی دقت داده های آن بهمراه آخرین به روزرسانی داده هایGPCC در مقابل داده های اندازه گیری شده ایستگاه های همدیدی کشور طی دوره 2014-1985 به انجام رسیده است. برای این منظور داداه های بارش ماهانه GPCC، بارش و مؤلفه های دمایی CRU با قدرت تفکیک مکانی 5/0×5/0 درجه جغرافیایی برای پهنه ایران، بهمراه داده های بارش، متوسط، حداقل و حداکثر دمای ماهانه 88 ایستگاه همدیدی با پراکنش مناسب در سطح ایران از تارنماهای مربوطه دریافت و پردازش شد. برای ارزیابی آماری داده های نام برده از آماره های ضریب تعیین(2r)، مجذور میانگین مربع خطا(Rmse)، شاخص توافق(IA)، شیب خط(Slope)، اریب(Bias) و ضریب کارایی مدل(EF) استفاده شد. مقایسه های آماری انجام شده نشان داد هرچند در حالت کلی داده های بارش مؤسسه CRU در سطح ایران بویژه نیمه غربی از دقت مناسبی برخودارند، اما مقدار برآورد بارش در برخی از مناطق بخصوص نواحلی ساحلی خزر و جنوب اعتماد کمتری دارد. زیرا مقدار ضریب تعیین داده های بارش CRU در این مناطق به کمتر از 5/0 می رسد. این در حالی است که دقت بارش برآوردی توسط GPCC در تمامی مناطق ایران حتی نواحی ساحلی از دقت بسیار بالای برخودارند. بطوریکه نه تنها هماهنگی خوبی از نظر زمانی دارد، بلکه مقدار بارش برآوردی در مناطق مختلف ایران بسیار نزدیک به مقدار بارش ثبت شده در ایستگاه های همدیدی می باشد. ارزیابی مؤلفه های دمایی(متوسط، حداقل و حداکثر دما) نشان داد اگرچه مقادیر برآوردی CRU در نواحی خزری نسبت به سایر مناطق انحراف بیشتری از داده های ایستگاهی دارد، اما بیش از 95درصد واریانس داده های ایستگاهی منتخب در سطح کشور توسط آن تبیین می گردد و بیشتر مقادیر برآوردی حول خط وایازشی پراکنش دارند. این شرایط نشان دهنده دقت و اعتبار بسیار بالای مؤلفه های دمایی CRU در پهنه ایران است. بر اساس نتایج حاصل از این پژوهش پیشنهاد می شود در مناطق فاقد آمار و موارد نیاز از داده های بارش GPCC و مؤلفه های دمایی CRU استفاده شود.