منابع تحقیق درمورد روش حداقل مربعات

دانلود پایان نامه ارشد

همچنين اين مدل شامل چهار صفحه: صفحه نمايش مسير پروژه (بصورت شاخه درختي)، صفحه مربوط به نمايش پروفيلها و تنظيمات آنها، صفحه نمايشگر خروجيها و صفحه نمايش نتايج است که امکان اجراي عمليات و نمايش نتايج را در يک صفحه فراهم مينمايد.

شکل (3-23) صفحه اصلي مدل HELP

فصل چهارم
نتايج

4-1- شبيه سازي متغيرهاي اقليمي
دراين بخش سه شاخص دمايي(متوسط دماي روزانه، متوسط حداکثر و حداقل دماي روزانه)، بارش و تشعشات خورشيدي مورد بررسي و سپس براي دوره هاي 30ساله (2039-2010، 2069-2040 و 2098-2070، که از اين به بعد به ترتيب تحت دهههاي 2020، 2050 و2080 آنها را ذکرميکنيم) شبيه سازي ميشوند. و با دوره پايه 30ساله 1990-1961 تحت عنوان دوره پايه مقايسه و در نهايت با توجه به ويژگيهاي آماري بهترين مدل و سناريو جهت شبيه سازي اين سه متغير در دورههاي آتي مشخص ميگردد.

4-1-1- شاخصهاي دمايي
4-1-1-1- انتخاب متغيرهاي مستقل جهت پيشبيني شاخصهاي دمايي
در مدلهاي تابع انتقالي مانند مدل SDSM قبل از کاليبره كردن مدل لازم است متغيرهاي اقليمي كه بيشترين همبستگي را با شاخصهاي دمايي مورد نظر دارند، تعيين گردند. در اين تحقيق براي بررسي رابطة هر يك از شاخصهاي دمايي، (متوسط حداكثر، متوسط حداقل و ميانگين درجة حرارت روزانه) با متغيرهاي مستقل اتمسفري (NCEP) مراحل انتخاب متغيرها و كاليبره كردن مدل براي هريک از شاخصهاي دمايي و مدل ها به صورت مستقل صورت گرفت. جدول(4-1) متغيرهاي مورد استفاده در کاليبره نمودن مدل را به تفکيک شاخصهاي دمايي نشان ميدهد. بر اساس اين جدول به ترتيب دماي متوسط در ارتفاع دو متري، فشار متوسط هوا در سطح دريا و ژئوپتانسيل در ارتفاع معادل 500 هکتوپاسكال بترتيب بيشترين فراواني را دارند. به منظور انتخاب بهترين متغير پيشبيني کننده از معيارهاي، ضريب تعيين، ضريب تعيين جزيي و نمودار پراکنش متغيرهاي پيشبيني کننده(مستقل) در مقابل متغير پيشبيني شونده (وابسته) استفاده گرديد. اشکال (4-1) تا (4-3) معيارهاي مذکور براي سه شاخص دمايي فوق در مدل HadCM3 را نشان مي دهد(تعيين معيار ها براي مدلCGCM1 به همين ترتيب صورت گرفت). براساس معيارهاي مذکور ارتباط بين متغيرهاي مستقل و وابسته با توجه به تعداد دادهها (10957) مناسب ميباشد. بر اساس اين شاخصها و همچنين عمليات سعي و خطا در خصوص سايرمتغيرهاي مستقل در نهايت مشخص شد که دما در ارتفاع 2 متري سطح زمين دادههايNCEP بيشترين همبستگي را با شاخصهاي دمايي در ايستگاه کرمان دارد که نه تنها از نظر آماري دقت آن قابل قبول است بلکه از نظر منطقي هم قابل پذيرش است. بنابراين ميتوان از آن بعنوان يکي از متغيرهاي اصلي مستقل در تعيين متغير وابسته(درجه حرارت) استفاده نمود.

4-1-1-2- کاليبره كردن مدل SDSM
بعد از تعيين متغيرهاي مناسب، نسبت به كاليبره كردن و تشکيل ساختار مدل اقدام شد. چنانچه قبلا هم گفته شد. به منطور کاليبره نمودن مدل براي هرسه شاخص دمايي از آمارروزانه ( 1975-1961 )استفاده شد و به منظور بهينه سازي پارامتر هاي مدل از روش حداقل مربعات استفاده گرديد(ويلبي و همکاران، 2007). درمدل SDSM نتايج حاصل از مرحلة كاليبراسيون در يك فايل با فرمت استاندارد و پسوند *.PRA ذخيره ميشودکه در موقع لزوم ميتوان از آن جهت شبيه سازي استفاده نمود. . جدول (4-2) ساختار مدل براي شبيهسازي متوسط درجه حرارت روزانه (شامل پارامترهاي مدل ،خطاي استاندارد و ضريب تعيين را به تفکيک ماه ) و شکل (4-4) ويژگيهاي فايل مربوط به ساختار مدل براي شبيه سازي حداکثر و حداقل درجه حرارت در مدل HadCM3 و متوسط درجه حرارت روزانه در مدل CGCM را نشان ميدهند. بر اساس اين جدول و اشکال خطاي استاندارد براي ماهها فصول زمستان و پاييز نسبت به ماههاي فصول تابستان و بهار کمتر و ضريب تعيين بيشتر ميباشد .که نشان دهند دقت بالاتر مدل در شبيه سازي شاخص هاي دمايي در فصول زمستان و پاييز نسبت به تابستان و بهار ميباشد. همچنين در خصوص مقايسه بين دو مدل متوسط ميزان خطاي استاندارد در مدل CGCM نسبت به مدل HadCM3 براي تمام ماهها بيشتر و ضرايب تعيين آن کمتر ميباشد (مقايسه جدول (4-2) با شکل (4-4) براي متوسط دماي روزانه، براي حداکثر و حداقل دما هم به همين ترتيب مي باشد اشکال براي مدل CGCM نشان داده نشده است ).

4-1-1-3- بهينه سازي تعداد دفعات شبيه سازي
جدول شمارة (3-3) ميانگين خطاي مطلق را براي حداکثر دما به ازاي تعداد دفعات شبيهسازي نشان ميدهد. طبق اين جدول عليرغم اينكه مدل حساسيت چنداني به تعداد دفعات شبيه سازي ندارد، اما زمانيكه تعداد دفعات شبيهسازي به 60 دفعه ميرسد، كمترين ميانگين خطاي مطلق را براي شبيه سازي دماي متوسط دارا ميباشد. از اين مرحله به بعد تعداد60 بار شبيه سازي مبناء ادامه تحقق قرار گرفت.

جدول (4-1) متغيرهاي مستقل مورد استفاده جهت كاليبره نمودن مدل به تفکيک شاخص( و مدل
متغيرهاي مستقل (NCEP)
شاخص
CGCM
HadCM3

ميانگين فشار در سطح دريا، دماي متوسط در ارتفاع دو متري سطح زمين، ژئوپتانسيل در ارتفاع معادل 500 هكتوپاسكال، ژئوپتانسيل در ارتفاع معادل 850 هكتوپاسكال،سرعت مداري سطحي

دماي متوسط در ارتفاع 2 متري سطح زمين، ژئوپتانسيل در ارتفاع معادل 500 هكتوپاسكال، شدت جريان در ارتفاع معادل 500 هكتوپاسكال، سرعت مداري جريان هوا و سرعت نصف النهار جريان هوا در در ارتفاع معادل 500 هكتوپاسكال

– ژئوپتانسيل در ارتفاع معادل 500 هكتوپاسكال، دماي متوسط در ارتفاع 2 متري از سطح زمين، شدت جريان هوا در ارتفاع معادل 500 هكتوپاسكال، سرعت مداري جريان هوا و نصف النهار جريان هوا در ارتفاع معادل 500 هكتوپاسكال
– ميانگين فشار در سطح دريا، رطوبت ويژه در سطح زمين، دماي متوسط در ارتفاع 2 متري از سطح زمين، ژئوپتانسيل در ارتفاع معادل 500 هكتوپاسكال

ميانگين فشار در سطح دريا، رطوبت ويژه در سطح زمين، دماي متوسط در ارتفاع 2 متري از سطح زمين، سرعت مداري جريان هوا در ارتفاع معادل 500 هكتوپاسكال، ژئوپتانسيل در ارتفاع معادل 850 هكتوپاسكال

فشار متوسط در سطح دريا، دماي متوسط در ارتفاع 2 متري از سطح زمين، ژئوپتانسيل در ارتفاع معادل 500 هكتوپاسكال، سرعت مداري جريان هوا در ارتفاع معادل 500 هكتوپاسكال-

متوسط حداكثر درجة حرارت

متوسط حداقل درجة حرارت

متوسط درجة حرارت روزانه
(كلية متغيرهاي فوق و همچنين هر 26 متغير اتمسفري محاسبه شده در مركز ملي پيشبيني متغير محيطي كانادا بدون بُعد ميباشند (نرمال شدهاند).

4-1-1-4- ارزيابي مدل براي شاخص هاي دمايي
به منظور ارزيابي مدل درخصوص دقت شبيه سازي در دوره خارج از محدوده زماني کاليبراسيون (1990-1976)، براي هريک از متغيرهاي دمايي مدلSDSM از روش هاي گرافيکي متعددي استفاده ميکند که مهمترين آنها به شرح ذيل مي باشند.

– نمودار پراکنش داده ها مشاهدهاي در مقابل داده هاي شبيه سازي شده

(الف)

(ب)
(ج)
شکل (4-1) ضريب همبستگي بين متغيرهاي مستقل ( داده هايبازسازي شده) مدل HadCM3 و (الف) متوسط دماي روزانه، (ب) متوسط حداکثر دما و (ج) متوسط حداقل دما در ايستگاه کرمان

(الف)

(ب)

(ج)
شکل (4-2) ماتريس همبستگي و ضريب همبستگي جزيي بين متغيرهاي مستقل دادههاي بازسازي شده مدل HadCM3 و (الف) متوسط دماي روزانه، (ب) متوسط حد اکثر دما و (ج) متوسط حداقل دما در ايستگاه کرمان

(الف)

(ب)

(ج)
شکل (4-3) نمودار پراکندگي دماي مشاهدهاي در ارتفاع 2متري سطح زمين مدل HadCM3 و (الف) متوسط دماي روزانه، (ب) متوسط حد اکثردما و (ج) متوسط حداقل دما در ايستگاه کرمان

جدول (4-2) پارامترهاي مدل SDSM جهت شبيه سازي متوسط درجه حرارت روزانه
ماه
عرض از مبداء
ضريب فشار متوسط سطح دريا
ضريب
سرعت مداري
سطحي
ضريب
ژئوپتانسيل
در ارتفاع 500 hp
ضريب
ژئوپتانسيل
در ارتفاع 850 hp
ضريب متوسط درجة حرارت در ارتفاع 2 متري از سطح زمين
SE
R2
ژانويه
48/8
43/3-
814/0
39/1
47/1
46/0
24/3
47/0
فوريه
19/12
04/5-
346/0
24/1
89/2
69/1
82/2
6/0
مارس
18/15
17/7-
07/0
84/2
1/3
39/0-
6/2
51/0
آوريل
39/17
06/3-
29/0
51/4
17/0-
27/0
68/2
52/0
مي
43/19
79/0
2/0-
89/4
04/3-
19/0-
71/2
45/0
ژوئن
1/23
03/2-
95/0
24/6
95/0-
75/4-
06/3
26/0
جولاي
64/16
47/4-
05/0-
67/5
07/-
04/0
09/3
35/0
آوت
43/13
01/11-
5/0-
4/6
49/4
46/0
47/3
47/0
سپتامبر
79/17
79/0
72/0
05/4
9/3-
48/2
34/3
44/0
اكتبر
5/17
62/0
11/0
11/3
15/3-
64/6
83/2
57/0
نوامبر
39/16
61/1-
13/0
67/1
01/1-
4/4
45/2
6/0
دسامبر
58/12
59/5-
17/0
07/2
92/1
/46
49/2
58/0

جدول (4-3) ارتباط بين تعداد دفعات شبيه سازي مدل و ميانگين خطاي مطلق سالانه
تعداد دفعات شبيه سازي
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
ميانگين خطاي مطلق
55/0
55/0
55/0
56/0
56/0
54/0
55/0
56/0
65/0
55/0

– وضعيت توزيع فراواني دادههاي مشاهدهاي و شبيه سازي شده در يک نمودار
– نمودار پراکنش باقي مانده ها در مقابل متغير شبيه سازي شده
– سري زماني دادهها شبيهسازي شده و مشاهدهاي (حداکثردر يک دوره 10ساله)
اشکال(4-5) تا (4-7) شاخصهاي فوق، در دوره ارزيابي را براي متوسط و حداکثر درجه حرات روزانه به تفکيک مدل نشان ميدهند. چنانچه مشخص است کليه شاخصهاي ارزيابي نظير پراکنش (شکل4-5 )، فراواني (شکل4-6 )، سريزماني (شکل4-7 ) دادههاي مشاهدهاي در مقابل داده هاي شبيه سازي شده و همچنين نمودار پراکنش و فراواني باقي ماندهها (اشکال 4-8 تا4-10 ) کفايت مدل در دوره ارزيابي را تاييد ميکنند.

(الف)

(ب)

(ج)
شکل (4-4) ساختار مدل (الف) حداکثر دما، (ب) حداقل دما در مدل HadM3 و (ج) متوسط دما روزانه در مدل CGCM در محيط مدل SDSM

بطور خلاصه نتايج حاصل از اين بخش حکايت ازآن دارد که مدل SDSM نه تنها از کارآيي مناسب جهت ريز مقياس نمايي متوسط دماي روزانه برخوردار است بلکه نتايج آن در خصوص حداکثر و حداقل درجه حرارت (نمودار هاي حداقل درجه حرارت نشان داده نشده است اما روند آن مانند حداکثر درجه حرارت ميباشد ) رضايت بخش است. همچنين در خصوص مقايسه دو مدل براساس کليه اشکال فوق در تمام موارد نتايج حاصل از دادههاي باز سازي شده (NCEP) مربوط به مدل HadCM3 بهتر از نتايج حاصل از مدل CGCM مي باشد.

(الف)

(ب)
شکل (4-5) مقادير متوسط دماي روزانه شبيه سازي شده در مقابل مقاديرمشاهدهاي دردوره ارزيابي (1990-1976) ، (الف ) مدلHadCM3 و (ب) مدل CGCM

(الف)

(ب)
شکل (4-6) نمودار فراواني دماي متوسط روزانه داده هاي مشاهدهاي و شبيه سازي در دوره ارزيابي، (1990-1976)، (الف) مدل HadCM3 و (ب) مدل CGCM

(الف)

شکل (4-7) سري زماني دادههاي مشاهدهاي و شبيه سازي شده دوره (1990-1980) دماي متوسط روزانه ، (الف) مدل HadCM3 و (ب) مدل CGCM

(الف)

(ب)
شکل (4-8) نمودار پراکنش باقي ماندهها در مقابل داده هاي مشاهدهاي دماي متوسط روزانه دوره ارزيابي، (1990-1976)، (الف) مدل HadCM3 و (ب) مدل CGCM

(الف)

شکل(4-9) هيستوگرام فراواني باقي ماندههاي، متوسط درجه حرارت روزانه در دوره ارزيابي، (1990-1976)، (الف) مدل HadCM3 و (ب) مدل CGCM

(الف)

(ب)

(ج)
شکل (4-10): (الف) نمودار پراکش باقيماندهها، (ب) فراوني دادهها مشاهدهاي و شبيه سازي (ج)

پایان نامه
Previous Entries منابع تحقیق درمورد انتقال اطلاعات Next Entries منابع تحقیق درمورد دوره بازگشت