توسعه مدل فرا ابتکاری مقادیر حدی SMEV جهت تحلیل خطرات بادهای حدی و انتقال ذرات در شرق دریاچه ارومیه

واصف, مریم; خلیلی, کیوان; منتصری, مجید

doi:10.22098/mmws.2025.17371.1597

توسعه مدل فرا ابتکاری مقادیر حدی SMEV جهت تحلیل خطرات بادهای حدی و انتقال ذرات در شرق دریاچه ارومیه

مقالات آماده انتشار

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

¹ گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران

² دانشیار، پژوهشکده مطالعات دریاچه ارومیه، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران

³ استاد، گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران

10.22098/mmws.2025.17371.1597

چکیده

با توجه به بحران خشکسالی و کاهش سطح آب دریاچه ارومیه بسترهای خشک اطراف دریاچه به کانون‌های جدید تولید گرد و غبار تبدیل شده‌اند. با بروز تغییرات اقلیمی، وقوع باد و نرخ سرعت باد طی سال‌های اخیر افزایش داشته، در نتیجه پدیده انتشار ذرات معلق در حوزه آبخیز دریاچه ارومیه مشاهده شده است. این پژوهش با هدف تحلیل و پیش‌بینی دوره بازگشت رویدادهای حدی باد، به مقایسه مدل کلاسیک توزیع مقادیر حدی (GEV) با رویکرد ساده شده فراآماری مقادیر حدی (SMEV) برروی داده‌های باد می‌پردازد. در این راستا داده‌های سرعت و جهت باد در چهار ایستگاه تبریز، مراغه، بناب و شبستر در شرق دریاچه ارومیه طی سال‌های آماری 2005 تا 2024 تحلیل شده و مدل‌سازی آماری با استفاده از زبان‌های برنامه‌نویسیPython و R اجرا شد. مدل‌سازی با دو روش GEVو SMEV صورت گرفت. مدل SMEV به صورت هدفمند منطبق با شرایط منطقه‌ای برروی داده‌های باد توسعه داده شد. پیش‌بینی دوره‌ی بازگشت برای دوره‌های 2، 5، 10، 20، 50، 100 و 200 ساله پیاده‌سازی شد. نتایج حاصل نشان داد سرعت‌های باد حدی بیش‌ از 7 متر بر ثانیه و در دوره‌های بازگشت‌ بلند‌مدت تا حدود 13 متر بر ثانیه افزایش یافته است. در دوره‌های بازگشت 2 و 5 ساله، سرعت باد در ایستگاه‌های تبریز و مراغه به‌ترتیب 9 و 11 متر بر ثانیه پیش‌بینی شد که می‌تواند نشانگر احتمال وقوع طوفان حدی در آینده نزدیک ‌باشد. برای پیش‌بینی جهت‌های غالب بادهای حدی مدل جنگل تصادفی استفاده شد، جهت‌های جنوب غربی و جنوب با احتمال وقوع 78 و 42 درصد بیشترین فراوانی را داشتند. همچنین مدل GEV در برخی از دوره‌های بازگشت بلند مدت سرعت‌هایی تا 30 متر بر ثانیه را پیش‌بینی کرده است که با شرایط اقلیمی منطقه هم‌خوانی ندارد. در مقابل مدل SMEV ، با خطای مربع کسری (FSE) برابر با 014/0 و خطای مربع کسری وزنی (WFSE) معادل 7/20 نسبت به مدل GEV با مقادیر 081/0 و 196 عملکرد دقیق‌تر و واقع‌بینانه‌تری در پیش‌بینی داشته است. نتایج این پژوهش نشان می‌دهد به‌کارگیری و توسعه مدل SMEV برای داده‌های باد با توجه به شرایط اقلیمی می‌تواند ابزاری موثر برای تحلیل تغییرات اقلیمی و مدیریت مخاطراتی مانند طوفان‌های باد باشد.

کلیدواژه‌ها