برآورد خطا و اصلاح امواج شبیه سازی شده در خلیج فارس برای شرایط اقلیمی متفاوت

امواج ناشی از باد از مهمترین عوامل محیطی در پروژه های مرتبط با مهندسی دریا محسوب می شوند. در بسیاری مناطق به دلیل کمبود داده های اندازه گیری شده موج، از داده های پیش بینی شده برای تعیین اقلیم امواج استفاده می شود. امروزه مدل های طیفی عددی موج به کاربردی ترینابزار برای پیش بینی امواج ناشی از باد تبدیل شده اند. با این وجود، نتایج این مدل ها عمدتا دارای خطا هستند. بنابراین می بایست نتایج خروجیمدل های طیفی عددی بر اساس داده های میدانی اصلاح گردند. رویکرد جدیدی که در مطالعه کنونی برای اصلاح نتایج متغیرهای خروجی مدل عددی در محدوده محاسباتی به کار رفته، پیش بینی خطای پارامترها در نقاط گسسته مشاهداتی و توزیع این خطا در محدوده محاسباتی است برای این منظور ابتدا شبیه سازی اولیه امواج (با استفاده از مدل طیفی عددی نسل سومSWAN در محدوده خلیج فارس انجام شده و نتایج شبیه سازی با داده های میدانی مقایسه شده اند. مقایسه نتایج با مقادیر اندازه گیری شده در نقطه بوشهر نشان می دهد که ارتفاع و دوره تناوب امواج دست پایین پیش بینی شده و مقدار خطای پیش بینی ارتفاع و دوره تناوب با یکدیگر متفاوت است. افزون بر این جهت امواج با دقت مناسبی شبیه سازی می شوند. پس از شبیه سازی اولیه امواج برای کاهش خطای نتایج خروجی از روش تغییر پارامترهای مدل استفاده شده است. نتایج بهدست آمده در این مرحله نشان می دهد که تغییر پارامترهای مدل برای تدقیق نتایج دارای محدودیت هایی است. به عنوان مثال، به دلیل تفاوت خطای مدل در پیش بینی پارامترهای مختلف، از طریق واسنجی تنها می توان دقت پیش بینی یک پارامتر را تا حد مشخصی بالا برد و ممکن است حتی خطای پیش بینی پارامترهای دیگر افزایش یابد. بنابراین روشی جدید برای اصلاح همزمان ارتفاع و دوره تناوب امواج ارائه شده است. رویکرد جدیدی که برای اصلاح نتایج متغیرهای خروجی مدل عددی در محدوده محاسباتی به کار رفته، پیش بینی خطای پارامترها در نقاطگسسته مشاهداتی و ترکیب آن با مقادیر شبیه سازی شده است. در این روش ابتدا در نقاط اندازه گیری امواج مقدار خطای پیش بینی ارتفاع و دوره تناوب امواج به طور جداگانه تخمین زده شده است. برای تخمین مقدار خطا با توجه به ویژگی های آن از شبکه عصبی مصنوعی استفاده شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که با استفاده از این روش هم ارتفاع امواج و هم دوره تناوب آنها با دقت مناسبی پیش بینی می شوند. این رویکرد توانایی تمایز بین شرایط مختلف اقلیمی امواج را داشته و این تفاوت را در پیش بینی خطا لحاظ می نماید.لازم به ذکر است این مقاله حاصل یک پژوهش تعریف شده در پژوهشکده حمل و نقل تحت عنوان توسعه یک روش ترکیبی برای پیش بینی امواج در خلیج فارس می باشد.

کلیدواژه ها:

خلیج فارس ، همگون سازی داده ها ، پیش بینی امواج ، مدل طیفیSWAN