Evaluation of the WRF model performance for heavy rainfall simulation A Case Study of the Kan Basin in Iran

سابقه و هدف: هر ساله وقوع بارش‌های سنگین در حوضه‌های سیل‌خیز کشور منجر به رخداد سیلاب‌ و خسارت‌های هنگفتی می‌گردد. پیش‌بینی بارش‌های سنگین یکی از گام‌های ضروری در تدوین و توسعه یک سیستم هشدار سیلاب ‌است. در سال‌های اخیر استفاده از مدل‌های عددی وضع هوا در پیش‌بینی بارش کاربرد گسترده‌ای داشته است. سرویس‌ها و مراکز هواشناسی مختلفی، پیش‌بینی‌های جوی را با حل مدل‌های عددی وضع هوا ارائه می‌کنند. لازم به ذکر است که پیش‌بینی‌های این مراکز در مقیاس بزرگ شبکه‌بندی شده‌اند. از جمله روش‌های دینامیکی که امروزه برای ریزمقیاس نمایی مدل‌های بزرگ مقیاس بسیار مورد توجه قرار گرفته است می‌توان به مدل پژوهش و پیش‌بینی وضع هوا (WRF) اشاره کرد. در مطالعه حاضر توانایی مدل WRF در پیش‌بینی بارش‌های سنگین در حوضه‌آبریز رودخانه کن تهران مورد ارزیابی قرار گرفته است.مواد و روش‌ها: شرایط مرزی و اولیه مدل از داده‌های اجرای ساعت صفر (به وقت ساعت هماهنگ جهانی ) سامانه مدل‌سازی تمام کره‌ای موسوم به GFS از مرکز ملی پیش‌بینی‌های محیطی گرفته شده است. برای اجرای مدل سه دامنه در نظر گرفته شده است. دامنه بزرگ دارای تفکیک افقی 27 کیلومتر، دامنه میانی دارای تفکیک افقی 9 کیلومتر و دامنه کوچک که ارزیابی‌ پیش‌بینی‌ها در آن صورت گزفته است دارای تفکیک افقی 3 کیلومتر می‌باشد. ارزیابی‌ها‌ بر روی پیش‌بینی‌های کوتاه ‌مدت (24 ساعته) انجام شده است. بدین منظور سه مورد از بارش‌های تاریخی که منجر به رخداد سیلاب در منطقه مورد مطالعه شده است، انتخاب و با استفاده از مدل WRF شبیه‌سازی گردید. همچنین پیش‌بینی‌های ارائه شده توسط مرکز ملی پیش‌بینی زیست محیطی (NCEP) نیز از طریق تارنمای این مرکز تهیه گردید. سپس نتایج حاصل از برونداد مدل WRF و پیش‌بینی‌های بزرگ مقیاس NCEP با مقدار بارش مشاهداتی ثبت شده در ایستگاه‌های باران سنجی مقایسه شد. یافته‌ها: نتایج نشان داد که بارش‌های پیش‌بینی شده توسط NCEPبسیار کمتر از مقدار واقعی برآورد شده‌اند، ضمن اینکه زمان وقوع بارش نیز به درستی پیش‌بینی نشده است. همچنین نتایج حاکی از عملکرد نسبتا مطلوب مدل WRF در پیش بینی بارش‌های سنگین است به طوریکه با اجرای این مدل مقدار شاخص خطا به مقدار قابل توجهی نسبت به مدل بزرگ مقیاس کاهش یافت. نتیجه‌گیری: استفاده از مدل دینامیکی WRF دقت پیش‌بینی‌های بارش را نسبت به مدل جهانی افزایش می‌دهد. بنابراین پیشنهاد می‌گردد که در تدوین و توسعه سیستم هشدار سیلاب در حوضه‌های سیل‌خیز کشور از مدل WRF در ترکیب با مدل هیدرولوژیکی جهت پیش‌بینی سیلاب استفاده شود.واژه‌های کلیدی: پیش‌بینی، بارش‌های سنگین، مدل WRF، حوضه رودخانه کن.