ارزیابی دقت پایگاه‌ داده‌های CRU TS4.05 و ERA5 برای متغیرهای بارش، دما و تبخیرتعرق پتانسیل در اقلیم‌های مختلف ایران

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی و محیط زیست، دانشگاه اراک، اراک، ایران.

2 گروه علوم و مهندسی محیط زیست، دانشکده کشاورزی و محیط زیست، دانشگاه اراک، اراک، ایران

چکیده

هدف از تحقیق حاضر ارزیابی دقت داده‌های دو پایگاه CRU TS4.05 و ERA5 برای متغیرهای بارش، دما و تبخیرتعرق پتانسیل ماهانه به تفکیک اقلیم‌های مختلف ایران می‌باشد. به این منظور از داده‌های روزانه 100 ایستگاه سینوپتیک ایران و داده‌های ماهانه پایگاه‌های CRU TS4.05 و ERA5 با تفکیک مکانی 5/0×5/0 و 25/0×25/0 درجه طی دوره زمانی 2019-1987 استفاده شد. میانگین قدرمطلق خطا برای متغیرهای بارش، دما و تبخیرتعرق پتانسیل در اقلیم‌های فراخشک، خشک، نیمه‌خشک، نیمه‌مرطوب و مرطوب در پایگاه CRU TS4.05 به ترتیب برابر 6، 9، 13، 28 و 81 میلی‌متر در ماه، 7/1، 5/1، 8/1، 7/2 و 5/2 درجه سانتی‌گراد و 171، 84، 38، 44 و 47 میلی‌متر در ماه و در پایگاه ERA5 به ترتیب برابر 5، 9، 18، 28 و 40 میلی‌متر در ماه، 1/1، 6/1، 9/1، 0/3 و 0/1 درجه سانتی‌گراد و 227، 91، 46، 44 و 48 میلی‌متر در ماه است. نتایج حاکی از دقت بیشتر هر دو پایگاه داده به ترتیب در مورد متغیرهای دما، تبخیرتعرق پتانسیل و بارش است. بطور کلی دقت پایگاه داده ERA5 نسبت به CRU TS4.05 بیشتر است، اما پیشنهاد می‌شود برای متغیر بارش در اقلیم‌های نیمه‌مرطوب و مرطوب از پایگاه داده ERA5 و برای متغیر تبخیرتعرق پتانسیل در اقلیم فراخشک و خشک از پایگاه داده CRU TS4.05 استفاد شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Evaluation of CRU TS4.05 and ERA5 Datasets Accuracy to Precipitation, Temperature and Potential Evapotranspiration in Different Climates across Iran

نویسندگان [English]

  • Mehdi Mohammadi Ghaleni 1
  • Saeed Sharafi 2
1 Department of Water Science and Engineering, Faculty of Agriculture and Environment, Arak University, Arak, Iran
2 Department of Environmental Science and Engineering, ّFaculty of Agriculture and Environment, Arak University, Arak, Iran.
چکیده [English]

The main objectives of this study was the evaluation of CRU TS4.05 and ERA5 datasets accuracy to monthly precipitation (P), temperature (T) and Potential Evapotranspiration (PET) variables in different climates across Iran. To achieve the research aim, daily measured data from 100 synoptic meteorological stations and monthly P, T and PET products of CRU TS4.05 and ERA5 datasets are used at a spatial resolution of 0.5°×0.5° and 0.25°×0.25° from 1987 to 2019. The mean absolute error values for P, T and PET variables in Hyper-arid (HA), Arid (AR), Semi-arid (SA), Sub-humid (SH) and Humid (HU) climates of CRU TS4.05 datasets are equal to 6, 9, 13, 28 and 81 mm month-1, 1.7, 1.5, 1.8, 2.7, 2.5 oC and 171, 84, 38, 44 and 47 mm month-1, and of ERA5 datasets are equal to 5, 9, 18, 28 and 40 mm month-1, 1.1, 1.6, 1.9, 3.0 and 1.0 oC and 227, 91, 46, 46, 44 and 48 mm month-1, respectively. Results of this study have declared that more accuracy of two datasets (CRU TS4.05 and ERA5) to T, PET and P, respectively. Although, the main results show that accuracy of ERA5 datasets are more than CRU TS4.05 datasets, but it is recommended to use ERA5 P products in SH and HU climates, and CRU TS4.05 PET products in HA and AR climates.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Aridity index
  • FAO Penman&ndash
  • Monteith
  • Global gridded datasets
  • Scatter index
  • Spatial resolution
حسینی موغاری، س. م.، عراقی‌نژاد، ش. و ابراهیمی، ک. 1397. معرفی پایگاه‌های بارش شبکه‌بندی شده جهانی، نشریه آب و توسعه پایدار. 5(2): 153-162.
عزیزی، ج.، رسول‌زاده، ع.، رحمتی، ا.، شایقی، ا. و باختر، آ. 1399. ارزیابی عملکرد داده‌های بازتحلیل شده Era-5 در تخمین بارش روزانه و ماهانه در استان اردبیل، تحقیقات آب و خاک ایران. 51(11): 2937-2951.
محمدی، م. و اکبری، م. 1400. تحلیل هواشناختی بارش‌های سیل‌آسا و فراگیر در جنوب شرق ایران. نشریه آب و خاک (علوم و صنایع کشاورزی). 35(6): 891-907.
نویدی نساج، ب.، ظهرابی، ن.، نیکبخت شهبازی، ع. و فتحیان، ح. 1400. ارزیابی داده‌های بارش شبکه‌بندی شده جهانی در پایش خشکسالی (مطالعه موردی: حوضه آبریز کارون بزرگ). نشریه حفاظت منابع آب و خاک، 10(3): 79-96.
Harris, I., Osborn, T. J., Jones, P. and Lister, D. 2020. Version 4 of the CRU TS monthly high-resolution gridded multivariate climate dataset. Scientific Data. 7(1): 1–18.
Hersbach, H., Bell, B., Berrisford, P., Hirahara, S., Horányi, A., Muñoz-Sabater, J., Nicolas, J., Peubey, C., Radu, R., Schepers, D., Simmons, A., Soci, C., Abdalla, S., Abellan, X., Balsamo, G., Bechtold, P., Biavati, G., Bidlot, J., Bonavita, M., De Chiara, G., Dahlgren, P., Dee, D., Diamantakis, M., Dragani, R., Flemming, J., Forbes, R., Fuentes, M., Geer, A., Haimberger, L., Healy, S., Hogan, R. J., Hólm, E., Janisková, M., Keeley, S., Laloyaux, P., Lopez, P., Lupu, C., Radnoti, G., de Rosnay, P., Rozum, I., Vamborg, F., Villaume, S. and Thépaut, J. N. 2020. The ERA5 global reanalysis. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society. 146(730): 1999–2049.
Li, M. F., Tang, X. P., Wu, W. and Liu, H. Bin. 2013. General models for estimating daily global solar radiation for different solar radiation zones in mainland China. Energy Conversion and Management. 70, 139–148.
Saemian, P., Hosseini-Moghari, S. M., Fatehi, I., Shoarinezhad, V., Modiri, E., Tourian, M. J., Tang, Q., Nowak, W., Bárdossy, A. and Sneeuw, N. 2021. Comprehensive evaluation of precipitation datasets over Iran. Journal of Hydrology. 603: 127054.
Sharafi, S. and Mohammadi Ghaleni, M. 2021a. Evaluation of multivariate linear regression for reference evapotranspiration modeling in different climates of Iran. Theoretical and Applied Climatology. 143(3): 1409–1423.
Sharafi, S. and Mohammadi Ghaleni, M. 2021b. Calibration of empirical equations for estimating reference evapotranspiration in different climates of Iran. Theoretical and Applied Climatology. 145(3–4): 925–939.
Sharafi, S. and Mohammadi Ghaleni, M. 2022. Spatial assessment of drought features over different climates and seasons across Iran. Theoretical and Applied Climatology. 147(3–4): 941–957.
Tsiros, I. X., Nastos, P., Proutsos, N. D. and Tsaousidis, A. 2020. Variability of the aridity index and related drought parameters in Greece using climatological data over the last century (1900–1997). Atmospheric Research. 240: 104914.
United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization. 1979. Map of the world distribution of arid regions: map at scale 1:25,000,000 with explanatory note, MAB Technical Notes 7. UNESCO, Paris.
Zhang, H., Ding, J., Wang, Y., Zhou, D. and Zhu, Q. 2021. Investigation about the correlation and propagation among meteorological, agricultural and groundwater droughts over humid and arid/semi-arid basins in China. Journal of Hydrology. 603: 127007.