تعیین مناسب‌ترین طرح‌واره فیزیکی مدل عددی پیش‌بینی wrf و عدم قطعیت ناشی از آن برای شبیه‌سازی بارش‌های سیلابی

توصیف دقیق ساختار بارش و پیش‌بینی صحیح و قابل‌اعتماد از مقدار بارندگی به عنوان یکی از ورودی‌های حیاتی برای مدل‌‎سازی و شبیه‌سازی هیدرولوژیکی و هیدرولیکی از اهمیت بالایی برخوردار بوده و بسیار چالش‌برانگیز است. علاوه بر این، انتخاب طرح‌واره‌ها برای سامانه عددی wrf از تاثیر قابل‌توجهی بر نتایج پیش‌بینی برخوردار است. هدف اصلی از انجام این مطالعه حساسیت‌سنجی سامانه عددی wrf نسبت به پارامترسازی فیزیکی بخش‌های همرفت، لایه مرزی و میکروفیزیک و معرفی پیکربندی برتر برای منطقه مطالعاتی و شبیه‌سازی بارش‌های سنگین منتج به سیلاب و همچنین بررسی عملکرد مدل در پیش‌بینی بارش در گام‌های زمانی 6، 12 و 24 ساعته است. از دو دامنه تودرتو با نسبت ریزمقیاس شدن 1 به 3 برای تنظیم مدل wrf استفاده شده است.  نتایج نشان داد که دامنه تغییرات خروجی‌های مدل نسبت به ایجاد تغییر در پیکربندی بخش‌های همرفت و لایه مرزی دارای بیشترین اختلاف در بارش شبیه‌سازی شده نسبت به مقادیر مشاهده‌ای است. بنابراین پارامترسازی فیزیکی مناسب برای بخش‌های همرفت و لایه مرزی از اهمیت بیشتری نسبت به بخش میکروفیزیک برخوردار است. همچنین، ارزیابی عملکرد مدل در گام‌های زمانی مختلف حاکی از آن است که می‌توان از پیش‌بینی‌های این مدل در گام زمانی روزانه با حاشیه اطمینان بالاتری بهره برد. همچنین، در محدوده حوضه پلدختر، پیکربندی متشکل از طرح‌واره‌های wdm5، grell 3d و asymmetrical convective model v2 برای بخش‌های میکروفیزیک، همرفت و لایه مرزی را می‌توان به عنوان پیکربندی برتر و دارای بهترین کارایی در شبیه‌سازی بارش معرفی نمود. بنابراین برای انجام مطالعات آتی با هدف شبیه‌سازی و پیش‌بینی بارش‌های سنگین و منتج به سیلاب استفاده از پیکربندی مذکور توصیه می‌شود.

identifying the optimal numerical scheme within the wrf model for precipitations leading to floods and its uncertainties

providing an accurate depiction of precipitation structure and ensuring precise and dependable forecasts of precipitation are crucial, yet considerably challenging, elements for hydrological and hydraulic simulations. moreover, the selection of schemes within the wrf numerical system significantly influences forecasting outcomes. this research primarily aims to assess the sensitivity of wrf numerical system to the physical parameterization of convection, boundary layer, and microphysics segments. it seeks to identify the optimal configuration for the study area to accurately simulate heavy rainfall events leading to floods and to evaluate the model’s performance in predicting rainfall at 6, 12, and 24-hour time steps. the wrf model is established using two nested domains with a scaling ratio of 1 to 3. findings indicated that alterations in the convection and boundary layer configurations result in the most substantial differences between simulated and observed precipitation. hence, selecting appropriate physical parameterization for convection and boundary layer outweighs the significance of microphysics. evaluation across various time steps suggested that the model’s daily predictions can be utilized with higher confidence levels. additionally, for the poldokhtar basin, the combination of wdm5, grell 3d, and asymmetrical convective model v2 schemes respectively for microphysics, convection, and boundary layer sections, exhibited superior performance in precipitation simulation. based on the results, this configuration is advisable for future studies aiming to simulate and predict heavy rainfall-induced floods.