پیش نگری متغیرهای دما و بارش حوضه آبریز خزر با ارزیابی تأثیر روش های تصحیح اریبی و بکارگیری همادی مدل‎های اقلیمی CMIP6

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشکده مهندسی عمران، آب و محیط زیست، دانشگاه بهشتی، تهران، ایران

چکیده

مدل‌های گردش عمومی (GCMs) ابزارهای بسیار مهمی برای درک تغییر اقلیمی آینده هستند. با این حال استفاده از داده‌های خروجی GCM نیازمند ارزیابی دقت آن در مقایسه با داده‌های مشاهداتی است. هدف این مطالعه مقایسه خروجی‌های 13 مدل CMIP6 با مشاهدات، با استفاده از دو تکنیک اصلاح خطا به نام نگاشت چندکی و مقیاس‌گذاری خطی، به همراه یک رویکرد میانگین‌گیری بیزی است. برای بررسی تغییرات آینده متغیرهای دما و بارش در حوضه خزر، پیش‌نگری‌های شبیه‌سازی‌ شده مدل‌های اقلیمی، در دو سناریویSSP245 و SSP585 انتخاب شدند .نتایج نشان می‌دهد روش نگاشت چندکی با وجود عملکرد بهتر آن در اصلاح مدل‌های اقلیمی، اما در ایستگاه‌هایی که اریبی در طول زمان ناایستا است کارایی پایین داشته و تصحیح به‌درستی صورت نمی-گیرد. همچنین استفاده از همادی مدل‌ها میزان دقت بالاتری نسبت به مدل‌های فردی فراهم می‌کند. با وجود اینکه، میانگین‌گیری از مدل‌ها پس از اصلاح خطا، نوسانات حدی سری زمانی را کاهش می‌دهد، اما دارای دقت و عملکردی بهتر از میانگین‌گیری از مدل‌های قبل از اصلاح و سپس اصلاح اریبی آن، است.

نتایج نشان داد که میانگین بارش حوضه آبریز خزر طبق دو سناریوی SSP585 و SSP245 در هر دو دوره‌ی آینده نزدیک (2050-2021) و دور (2080-2051) نسبت به دوره‌های مشاهداتی قابل توجه نبوده و بین صفر تا 6 درصد قرار دارد؛ این در حالی است که افزایش میانگین دمای حوضه طبق سناریوی SSP245 (SSP585) در دو دوره‌ی آینده نزدیک (2050-2021) و آینده دور (2051-2080) نسبت به دوره‌های مشاهداتی به ترتیب 67/1 و 14/3 (8/1 و 65/3) درجه سلسیوس خواهد بود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Temperature and Precipitation Projections in the Khazar (Caspian) Sea Basin by Evaluating the Effect of Bias Correction Methods and Using Ensemble of CMIP6 Climate Models

نویسندگان [English]

  • Narges Azad
  • Azadeh Ahmadi
Faculty of Civil, Water and Environmental Engineering, Shadid Beheshti University, Tehran, Iran
چکیده [English]

General Circulation Models (GCMs) are indispensable tools for understanding future climate change. However, the utilization of GCM output data requires an evaluation of its accuracy in comparison to observational data. The aim of this study is to compare the outputs of 13 CMIP6 models with observations using two bias correction methods called Quantile Mapping and Linear Scaling, along with a Bayesian model averaging approach. To explore the future changes in temperature and precipitation variables in the Khazar basin, climate model simulations in two scenarios, SSP245 and SSP585, were chosen. The results show that the quantile mapping method, despite its better performance in modifying climate models, is inefficient at the stations where the bias is unstable over time and the correction is not done properly. Also, using the Multi Models Ensemble (MME) provides a higher level of accuracy than individual models. Although averaging models after bias correction reduces the extreme fluctuations of the time series, it has better accuracy and performance than the second method (averaging models before correction and then applying bias correction). The findings show that the average precipitation in the Khazar basin for the two scenarios, SSP585 and SSP245, is not statistically different from the observational periods and ranges from 0% to 6% for both the near-future periods (2050–2021) and the far-future periods (2080–2051). The average temperature will rise 1.67 and 3.14 (1.8 and 3.65) ℃ more than it did during the observational periods for the near-future (2050-2021) and far-future (2051-2080) periods, respectively, under the SSP245 (SSP585) scenario.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Precipitation &
  • Temperature
  • Climate Change
  • Bias Correction
  • Ensemble
  • Bayesian Model Averaging