基于小波人工神经网络的孟加拉西北地区长期干旱气象预报

Q4 Earth and Planetary Sciences
Mohmmad Abdul Awal, M. A. A. Mamun
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摘要

气象干旱是一种临时的、反复发生的大气事件,是由于某一地区相当长一段时间缺乏降水而引起的。孟加拉国西北部面临可能演变为气象干旱的降水异常,因此有必要调查该地区在不久的将来是否会出现气象干旱。在这项研究中,利用人工神经网络(ANN),对孟加拉国西北部Bogra地区的这一现象进行了调查。通过对气象干旱指数——标准化降水指数(SPI-12和SPI-24)的预测研究,发现该地区在2030年将面临极端天气干旱。数据在预测前通过离散小波变换(DWT)进行预处理,提高了预测精度。这项研究的主要挑战是预测更长的一段时间(近16年)的干旱。非线性自回归人工神经网络(NAR-NN)和DWT成功地预测了这一情况,其合理精度为R > 0.8,均方误差(MSE)≤0.05。结果表明,该地区将经常发生极端干燥和潮湿的事件,影响河流流量、水库储存和地下水补给。
本文章由计算机程序翻译,如有差异,请以英文原文为准。
Long Term Meteorological Drought Forecasting for North-western Region of Bangladesh Using Wavelet Artificial Neural Network
Resumo A seca meteorológica é um evento atmosférico temporário e recorrente, originado pela falta de precipitação por um período considerável em uma determinada área. A parte noroeste de Bangladesh enfrenta anomalias de precipitação que podem se transformar em seca meteorológica e, por isso, é necessário investigar a confirmação do surgimento de seca meteorológica nesta área em um futuro próximo. Neste estudo, usando Rede Neural Artificial (ANN), este fenômeno foi investigado para uma região da parte noroeste de Bangladesh que é o distrito de Bogra. Através do estudo de previsão do índice de seca meteorológica - o índice de Precipitação Padronizada (SPI-12 e SPI-24), verificou-se que esta região enfrentará seca meteorológica extrema em 2030. Os dados foram pré-processados através da Transformação Wavelet Discreta (DWT) antes da previsão, o que melhorou a precisão. Os principais desafios para este estudo foram prever a seca por um período de tempo mais longo (quase 16 anos). Rede neural artificial autorregressiva não linear (NAR-NN) juntamente com DWT previu com sucesso isso com uma precisão razoável de valor R > 0,8 e um erro quadrático médio (MSE) ≤ 0,05. O resultado mostra que eventos extremamente secos e úmidos ocorrerão nessa área com muita frequência, afetando o fluxo do riacho, o armazenamento do reservatório e a recarga do lençol freático.
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Revista Brasileira de Meteorologia
Revista Brasileira de Meteorologia Earth and Planetary Sciences-Atmospheric Science
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