ارزیابی دقت داده های بازتحلیل پایگاه ecmwf در برآورد تغییرات دمای عمق های مختلف خاک (مطالعه موردی: شهر تهران)

در ایستگاه های همدیدی داده های دمای اعماق خاک از بیشترین خلا آماری برخوردار است. از اینرو، در پژوهش حاضر تلاش شد تا علاوه بر ارزیابی تغییرات دمای اعماق مختلف خاک و توزیع مکانی و زمانی آن، دقت و عملکرد داده های باز تحلیل پایگاه ecmwfمورد تجزیه و تحلیل قرار گیرد. برای این منظور، داده های ایستگاهی دمای شش عمق از خاک مربوط به چهار ایستگاه در تهران در بازه زمانی (1997-2018) و در مقیاس ساعتی از سازمان هواشناسی کشور استخراج شد. ابتدا با استفاده از آزمون من-کندال روند تغییرات دمای اعماق خاک مورد بررسی قرار گرفت. همچنین توزیع مکانی-زمانی داده های اعماق خاک در تهران تعیین شد. علاوه براین، داده های شبکه بندی شده و باز تحلیل پایگاه ecmwf نسخه era5 برای محدوده مورد مطالعه دریافت و به فرمت عددی تبدیل شد. در ادامه، دقت و عملکرد داده های بازتحلیل با استفاده از آزمون های آماری ضریب همبستگی، خطای میانگین، خطای میانگین مطلق و خطای جذر میانگین مربعات تعیین شد. نتایج آزمون منکندال نشان داد که دمای هر دو عمق خاک در هر چهار ایستگاه از روند افزایشی برخوردار است. ضریب همبستگی بین داده های ایستگاهی و باز تحلیل برای عمق اول 0.97و برای عمق دوم 0.95بدست آمد. به طور میانگین داده های باز تحلیل در عمق یک و برای ساعات 03، 09 و 15 به ترتیب به مقدار 0.20 ، 1.7 و 2.2 درجه سلسیوس حالت بیش برآوردی دارد. این مقدار در ساعات مختلف مورد بررسی برای عمق دوم شامل 0.8، 1.9 و 2.5 درجه سلسیوس است.

Evaluation of Accuracy of ECMWF ReAnalysis Data in Estimation of Soil Depths Temperature Changes (Case Study of Tehran)

Soil depth temperature is one of the most effective factors on agricultural products. However, the it has highest missing data in synoptic weather stations. Hence, this research aims to evaluate soil depth temperature changes and determine the accuracy and applicability of ECMWF reanalysis data in estimation of SDT. To do so, soil depth temperature data for different depths (5,10, 20, 30, 50 and 100 cm) of Mehrabad, Geophysic, ShomaleTehran and Doushan Tapeh stations were extracted in hourly time intervals (03, 09, 15 UTC) from Iran’s Meteorology Organization. Then, trend analysis was carried out by MannKendall test. Also, gridded reanalysis SDT data of ERA5 were extracted from ECMWF from 1997 to 2018 statistical period. Reanalysis data were convert from Netcdf format to text using GIS. Then, their accuracy was analyzed by ME, MAE and RMSE tests. The climatic trend of soil depth temperature presents the general increase trend in all studied stations during the 19972018. Furthermore, the results showed close correlations between observational and reanalysis data at different depths. Reanalysis data could mainly reproduce the temporalspatial distributions of soil depth temperature in study area. The correlation coefficient between observational and reanalysis data was 0.97 and 0.95 for first and second studied depths of the soil, respectively. It indicates a significant linear relationship between observational data and ERA5 reanalysis data in hourly time intervals. However, the ERA5 overestimates the SDT data in comparison with observational data