بررسی اثر تغییر اقلیم بر تغییرات مکانی تغذیه سفره ­های آب زیرزمینی

پایان نامه دکتری 

موضوع:

بررسی اثر تغییر اقلیم بر تغییرات مکانی تغذیه سفره­های آب زیرزمینی

با فرمت قابل ویرایش word

تعداد صفحات:  240 صفحه

تکه های از متن به عنوان نمونه :

چکیده

در مناطق خشک و نیمه­خشک میزان زیادی از آب مورد نیاز بخش­های مختلف از طریق منابع آب زیرزمینی تامین می­شود. در چند دهه اخیر بهره­برداری بی­رویه باعث کاهش کمیت وکیفیت این منابع شده است. با گرم شدن تدریجی کره زمین و وقوع پدیده تغییر اقلیم بر شدت این معضل افزوده خواهدشد. بنا براین پیش­بینی اثر تغییر اقلیم بر میزان تغذیه آب­های زیرزمینی نقش بسیار مهمی درمدیریت این منابع در آینده خواهد داشت. در این تحقیق از دو مدل جهانی گردش عمومی جو، CGCM1 و HadCM3 تحت سناریوی A2 و B2 به منظور بررسی اثر تغییر اقلیم بر میزان تغذیه آب­های زیرزمینی آبخوان کرمان در دهه­های 2020، 2050 و2080 نسبت به دهه پایه 1970 استفاده شد. به منظور ریز مقیاس نمایی از مدل SDSM استفاده شد. نتایج حاصل از ریز مقیاس نمایی در دوره پایه نشان داد، داده­های حاصل از سناریوی A2 مطابقت بیشتری با داده­های مشاهده­ای دارند. تحت این سناریو در منطقه مورد مطالعه متوسط درجه حرارت سالانه در دهه­های آتی نسبت به دوره پایه به ترتیب 5/1، 8/2 و 5/4 درجه سانتی­گراد افزایش و بارش سالانه 1/8-، 1/15- و 18- درصد کاهش می­یابد. به منظور شبیه سازی میزان تغذیه در دوره پایه و دوره­های آتی از مدل HELP استفاده شد. همچنین جهت بررسی تغییرات مکانی تغذیه از سیستم اطلاعات جغرافیایی و روش زمین آماری کریجینگ بهره گرفته شد. نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد، میزان تغذیه در دوره پایه و دهه­های آتی به ترتیب برابربا 86/1، 68/1، 58/1 و56/1 میلیمتر در سال است. درصد تغییرات تغذیه در دوره­های آتی مذکور نسبت به دوره پایه به ترتیب 6/9-، 1/15- و 6/15- درصد می­باشد. تغییرات مکانی تغذیه در آبخوان مذکور در دوره پایه و دوره­های آتی­ به­ترتیب از ( 12-0) و (5/8-0) میلیمتر در سال، معادل( 5/8 - 0) و (4/7-0) درصد کل بارش سالانه متغیراست. میزان تغذیه در این آبخوان از سمت جنوب و جنوب غربی به سمت شمال و شمال شرقی کاهش می­یابد.

واژه­های کلیدی:

دشت کرمان، تغذیه ­آب­های زیر­زمینی، تغییراقلیم، ریزمقیاس­نمایی، مدل­های گردش عمومی­، مدل HELP، مدل .SDSM

فهرست مطالب

عنوان                                                                                        صفحه

فصل اول – کلیات و مقدمات

1-1- مقدمه.................................................................................................................................................. 1

1-2- تغییر اقلیم.......................................................................................................................................... 3

1-2-1- تعریف تغییر اقلیم.......................................................................................................................... 3

1-2-2- عوامل موٌثر در تغییر اقلیم.............................................................................................................. 3

1-2-3- سناریوهای تغییر اقلیم................................................................................................................... 4

1-3- هئیت بین دول تغییر اقلیم .............................................................................................................. 5

1-4- روش­های پیش بینی متغیرهای اقلیمی.............................................................................................. 7

1-4-1- پیش بینی مصنوعی متغیرها......................................................................................................... 7

1-4-2- بررسی روند تغییرات متغیرها در زمان گذشته و توسعه آن برای آینده ...................................... 8

1-4-3- مدل­های سه بعدی گردش عمومی جو AOGCM ................................................................... 9

1-5- محدودیت استفاده از خروجی مدل­های گردش عمومی جو............................................................... 10

1-6- روش­های کوچک مقیاس نمودن ....................................................................................................... 12

1-6-1- مدل­های دینامیکی ...................................................................................................................... 13

1-6-2- مدل­های هواشناسی ..................................................................................................................... 14

1-6-3- مدل­های آماری ............................................................................................................................ 14

1-6-4- مدل­هاِی تابع انتقالی...................................................................................................................... 14

1-7- مزیت­ها و معایب مدل­های ریز مقیاس­نمایی، دینامیکی و آماری ..................................................... 15

1-8- بزرگ مقیاس­نمایی............................................................................................................................. 15

1-9- تغذیه و عوامل موثر در آن.................................................................................................................. 17

1-9-1- تغذیه.............................................................................................................................................. 18

1-9-2- انواع تغذیه.................................................................................................................................... 18

1-9-3- فرآیند تغذیه.................................................................................................................................. 19

1-9-3-1- نفوذ............................................................................................................................................ 19

1-9-3-2- سطح صفر جریان...................................................................................................................... 19

1-9-3-3- عمق ناحیه ریشه....................................................................................................................... 20

1-9-3-4- نفوذ خالص، زهکشی یا نفوذ عمقی..................................................................................... 20

1-9-3-5- ناحیه غیر اشباع....................................................................................................................... 20

1-9-4- عوامل موثر بر میزان تغذیه ....................................................................................................... 21

فهرست مطالب

عنوان                                                                                        صفحه

1-9-4-1- عوامل اقلیمی .......................................................................................................................... 21

1-9-4-2 - زمین شناسی و خاک............................................................................................................ 22

1-9-4-3- توپو گرافی ............................................................................................................................... 22

1-9-4-4- هیدرولوژی................................................................................................................................ 22

1-9-4-5- پوشش گیاهی و کاربری اراضی.............................................................................................. 23

1-9-5- روش­های تخمین میزان تغذیه .................................................................................................. 24

1-9-5-1- مدل­های بیلان آب در ناحیه غیر اشباع................................................................................ 25

1-9-5-1- 1- مدل­های حل معادله بیلان در ناحیه ریشه..................................................................... 25

1-9-5-1- 2- مدل­های حل معادله بیلان بر اساس معادله ریچارد...................................................... 26

1-9-5-2- مدل­های حوزه آبخیز............................................................................................................... 27

1-9-5-3- مدل­های آبهای زیرزمینی...................................................................................................... 27

1-9-5-4- اندازه گیری مستقیم................................................................................................................ 28

1-9-5-5- استفاده از ردیاب های شیمیایی............................................................................................ 28

1-9-5-6- استفاده از ردیاب گرمایی ..................................................................................................... 28

فصل دوم - سابقه تحقیق

2- سابقه تحقیق بطور مختصر................................................................................................................... 30

2- 1- تحقیقات انجام شده در خصوص ریز مقیاس­نمایی مدل­های جهانی به

منظور شبیه سازی متغیرهای اقلیمی در خارج از کشور......................................................................... 30

2- 2- تحقیقات انجام شده در خصوص ریز مقیاس­نمایی مدل­های جهانی به

منظور شبیه سازی متغیرهای اقلیمی در داخل کشور............................................................................ 33

2-3- تحقیقات انجام شده در خصوص اثر سناریوهای تغییر اقلیم روی منابع

آب خصوصا آب­های زیرزمینی در خارج از کشور...................................................................................... 35

2-4- تحقیقات انجام شده در خصوص اثر سناریوهای تغییر اقلیم روی منابع

آب خصوصا آب­های زیرزمینی در داخل کشور......................................................................................... 39

2-2- جمع بندی ....................................................................................................................................... 40

فصل سوم – مواد و روشها

فهرست مطالب

عنوان                                                                                       صفحه

3-1- موقعیت جغرافیایی و سیاسی منطقه.............................................................................................. 42

3-2- ویژگیهای طبیعی دشت کرمان........................................................................................................ 42

3-3- موقعیت آبخوان کرمان ..................................................................................................................... 43

3-4- کاربری اراضی در آبخوان کرمان ..................................................................................................... 44

3--5- بررسی متغیر­های اقلیمی دشت کرمان ....................................................................................... 44

3-6- وضعِیت منابع آبِی محدوده مطالعاتِی............................................................................................. 47

3-2- روش تحقیق ..................................................................................................................................... 47

3-2-1- داده مورد استفاده در این تحقیق ............................................................................................. 47

3-2-1-1- داده­های هوا شناسی و هیدرولوژی ...................................................................................... 47

3-2-1-2- داده های خاکشناسی ............................................................................................................ 47

3-2-2- مدل­های مورد استفاده در این رساله......................................................................................... 48

3-2-2-1- مدل گردش عمومی جو - اقیانوس CGCM1.......................................................................................................... 48

3-2-2-2- مدل گردش عمومی جو – اقیانوس HadCM3................................................................... 49

3-2-2-3- مدل SDSM............................................................................................................................ 49

3-2-3- مدل HHELP.............................................................................................................................. 51

3-2-3- انتخاب دوره پایه و دوره­های آتی............................................................................................... 52

3-2-4- داده­های هواشناسی در دوره پایه (1990- 1961) ................................................................. 53

3-2-5- داده­های متغیرها پیش­بینی­کننده ( مدل­های جهانی و NCEP)............................................ 53

3- 2-6- ریزمقیاس­نمایی خروجی مدل­های جهانی با استفاده ازمدل ریزمقیاس­نمایی..................... 54

3-2-7- ریز مقیاس­نمایی دما، بارش و تشعشعات خورشیدی ............................................................ 57

3-2-7-1- منوی تنظیمات........................................................................................................................ 58

3-2-7-2-کنترل کیفیت داده­ها................................................................................................................ 59

3-2-7-3- تبدیل داده .............................................................................................................................. 60

-2-3-7-4- انتخاب متغیرها...................................................................................................................... 60

3-2-7-5- مرحله­ی کالیبراسیون وارزیابی مدل...................................................................................... 61

3-2-8- بهینه سازی تعداد دفعات شبیه سازی ...................................................................................... 62

3-2-9- شبیه سازی- متغیرهای اقلیمی در دوره­های آینده................................................................... 63

3-2-10- مقایسه گرافیکی داده ها........................................................................................................... 63

فهرست مطالب

عنوان                                                                                        صفحه

3-2-11- آنالیز مقادیر حداکثر.................................................................................................................. 63

3-2-11-1- توزیع تجربی.......................................................................................................................... 64

3-2-11-2- مقادیر حداکثر تعمیم یافته.................................................................................................. 64

3-2-11-3- توزیع گمبل........................................................................................................................... 65

3-2-11-4- تابع نمایی توسعه یافته(Streched Exponential)....................................................... 66

3-2-12- بزرگ­مقیاس­نمایی..................................................................................................................... 66

3-2-13- روش ارزیابی مدل...................................................................................................................... 67

3-2-14- معیار ارزیابی روش ................................................................................................................... 67

3-2-15- معادلات کریجنگ و عکس فاصله ........................................................................................... 67

3-2-16- تخمِین مِیزان تغذِیه با استفاده از مدل HELP.................................................................... 71

3-2-17- داده­های موردنیاز مدل HELP ............................................................................................... 69

3-2-18- بررسی پارامترهای نگهداشت رطوبت خاک در مدل HElP.................................................. 71

3-2-19- ضریب هدایت هیدرولیکی خاک غیراشباع ............................................................................ 72

3-2-20- ضریب هیدرولیکی در منطقه دارای پوشش گیاهی .............................................................. 74

3-2-21- محاسبه ضریب تبخیر................................................................................................................ 74

33-2-22- ویژگی رطوبتی و هدایت هیدرولیکی برخی خاک­ها مورد استفاده در مدل HELP....... 75

3-2-23- تعیین شاخص سطح برگ و حداکثر عمق تبخیروتعرق........................................................ 75

3-2-24- نحوه اندازه گیری داده های خاک شناسی مورد نیاز مدل در این تحقیق ........................ 76

3-2-24-1- تعیین بافت خاک.................................................................................................................. 77

3-2-24-2- اندازه گیری رطوبت ظرفیت مزرعه و نقطه پژمردگی......................................................... 80

3-2-24-3- اندازه گیری جرم مخصوص ظاهری..................................................................................... 81

3-2-24-4- تخلخل خاک......................................................................................................................... 83

3-2-24-5- اندازه گیری ضریب نفوذ پذیری خاک(k).......................................................................... 83

3-2-25- حل معادلات در مدل HELP.................................................................................................. 85

3-2-25-1- پیش­بینی یخزدگی خاک..................................................................................................... 87

3-2-25-2- ذوب و انباشت برف.............................................................................................................. 88

3-2-25-3- گیرش گیاهی......................................................................................................................... 90

3-2-25-4- محاسبه تبخیروتعرق پتانسیل.............................................................................................. 91

فهرست مطالب

عنوان                                                                                        صفحه

3-2-25-5- تبخیر از سطح....................................................................................................................... 93

3-2-25-6- نفوذ ....................................................................................................................................... 96

3-2-25-7- تبخیر از آب درون خاک....................................................................................................... 97

3-2-25-8- تعرق از طریق گیاه ............................................................................................................... 99

3-2-25-9- تبخیر و تعرق ....................................................................................................................... 99

3-2-25-10- رشد گیاه :........................................................................................................................... 100

3-2-25-11- حرکت آب در لایه­های زیرین خاک ................................................................................ 104

3-2-25-12- حرکت عمودی آب ............................................................................................................ 106

3-2-325-13- میزان زهکشی از لایه های خطی خاک( با نفوذ پذیری کم)..................................... 108

3-2-25-14- جریانهای زیر سطحی ....................................................................................................... 109

3-2-25-15- دلایل انتخاب مدلHELP  دراین تحقیق...................................................................... 109

فصل چهارم – نتایج

4-1- شبیه سازی متغیر­های اقلیمی......................................................................................................... 111

4-1-1- شاخص­های دمایی....................................................................................................................... 111

4-1-1-1- انتخاب متغیرهای مستقل جهت پیش­بینی شاخص­های دمایی ....................................... 111

4-1-1-2- کالیبره کردن مدل SDSM ................................................................................................... 112

4-1-1-3- بهینه سازی تعداد دفعات شبیه سازی.................................................................................. 113

4-1-1-4- ارزیابی مدل برای شاخص های دمایی.................................................................................. 113

4-1-1-5- بررسی مقایر حدی شاخص های درجه حرات .................................................................... 124

4-1-1-6- شبیه سازی شاخص های دمایی در دوره ارزیابی ................................................................ 128

4-1-1-7- شبیه سازی شاخص­های دمایی در دوره پایه با استفاده از داده­های بازسازی شده.......... 129

4-1-1-8- شبیه سازی شاخص های دمایی در دورة پایة...................................................................... 129

4-1-1-9- شبیه سازی شاخص های دمایی در دوره­های آتی ............................................................. 135

4-1-1-10- انتخاب مناسب­ترین مدل و سناریو به منظور شبیه سازی درجه حرارت ....................... 139

4-1-2- شبیه سازی بارش ........................................................................................................................ 141

4-1-2-1- انتخاب متغیر های پیش­بینی­کننده مناسب ......................................................................... 143

4-1-2-2- کالیبره کردن مدل SDSM ................................................................................................... 144

فهرست مطالب

عنوان                                                                                        صفحه

4-1-2-3- بررسی معیار­های توانایی مدل در شبیه­سازی در دوره ارزیابی .......................................... 147

4-1-2-3- 1- معیارهای گرافیکی............................................................................................................. 147

4-1-2-3- 2- ویژگی­های آماری داده­ها دوره ارزیابی............................................................................ 148

4-1-2-4- شبیه سازی بارش در دوره پایه (1990-1961)................................................................... 150

4-1-2-5- شبیه سازی بارش در دوره های آتی .................................................................................... 151

4-1-2-6- انتخاب مدل و سناریو مناسب ............................................................................................... 153

4-1-3- شبیه سازی تشعشات خورشیدی .............................................................................................. 153

4-1-3-1- انتخاب متغیرهای پیش­بینی کننده مناسب.......................................................................... 156

4-1-3-2- کالیبره کردن مدل SDSM ................................................................................................... 158

4-1-3-3- بررسی معیار­های ارزیابی مدل در دوره ارزیابی ................................................................... 159

4-1-3-3- 1- معیارهای گرافیکی............................................................................................................. 159

4-1-3-3-2- ویژگی­های آماری دوره ارزیابی.......................................................................................... 161

4-1-3-4- شبیه سازی تشعشات در دوره پایه و دوره­های آتی............................................................. 162

4-1-3-5- انتخاب سناریوی مناسب برای شبیه سازی تشعشات خورشیدی ...................................... 164

4-2 - بررسی ویژگی­های هیدرولوژیکی دشت و آبخوان کرمان ............................................................ 166

4-2-1- بررسی روند تغییرات سطح آب زیرزمینی دشت کرمان .......................................................... 167

4-2-1-2- بررسی تغییرات مکانی عمق سطح ایستابی آبخوان کرمان ................................................ 171

4-2-2 - بررسی وضعیت عمق سنگ بستر در دشت کرمان ................................................................. 175

4-3- بررسی میزان تغذیه در دشت کرمان.............................................................................................. 177

4-3- 1- بررسی ویژگی­ پروفیل­ها و لایه­های خاک................................................................................. 179

4-3-2- بررسی رابطه بین ضریب هیدرولیکی و بافت خاک ................................................................. 180

4-3-3- محاسبه میزان تغذیه در هریک از پروفیل­ها ............................................................................. 180

4-3-4- بررسی میزان تغذیه تحت سناریوهای مختلف عمق تبخیر وتعرق و شاخص سطح برگ..... 185

4-3-5- بررسی تغییرات مکانی تغذیه ..................................................................................................... 188

4-3-6- محاسبه میانگین وزنی تغذیه ..................................................................................................... 194

فصل پنجم – بحث، نتیجه گیری و پیشنهادات

فهرست مطالب

عنوان                                                                                        صفحه

5- بحث و نتیجه گیری............................................................................................................................... 199

5-1- ریزمقیاس­نمایی و شبیه سازی شاخص­های دمایی ...................................................................... 200

5-2- ریزمقیاس­نمایی و شبیه سازی بارش ............................................................................................. 2002

5-3- ریزمقیاس­نمایی و شبیه سازی تشعشات خورشیدی..................................................................... 204

5-4- بررسی روند تغییرات سطح آب زیر زمینی .................................................................................... 204

5-5- بررسی میزان تغذیه در دشت کرمان در شرایط فعلی و آتی ...................................................... 205

5-6- نتیخه گیری نهایی............................................................................................................................. 210

5-6- پیشنهادات ........................................................................................................................................ 210

فهرست منابع مورد استفاده ...................................................................................................................... 212

فهرست شکل­ها

عنوان                                                                                        صفحه

شکل (1-1) غلظت گاز دی­کسیدکربن تحت سه سناریوی عمومی (A2, A1B و B1)

همراه با تغییرات متوسط درجه حرارت کره زمین نسبت به دوره (1999-1980) ........................... 6

شکل(1-2) وضعیت چهار خانواده سناریو SRES و ارتباط آنها با منابع مختلف بصورت شماتیک... 7

شکل(1-3) نمای شماتیک ازیک مدل سه بعدی گردش عمومی جو................................................... 10

شکل (1-4)   نحوه ریز و بزرگ مقیاس نمایی از مدل­های جهانی به مقیاس

حوزه آبخیز و بالعکس.................................................................................................................................. 13

شکل (1-5) مقطع عمودی نفوذ از سطح زمین، زهکشی در منطقه غیر اشباع و تغذیه................... 21

شکل (3-1) موقعیت منطقه مورد مطالعه در ایران،کرمان،حوزه آبخیز کرمان – باغین....................... 45

شکل (3-2) موقعیت دشت کرمان در حوزه آبخیز کرمان همرا با زیر حوزه­ها و مساحت آنها........................46

شکل (3-3) نقشه کاربری اراضی آبخوان کرمان...................................................................................... .46

شکل (3-4)مراحل مختلف گردش کار در این تحقیق........................................................................... 50

شکل (3-5) تغییرات درجه حرارت کره زمین تحت مدل CGCM1 از سال 1990 تا2100 ........ 51

شکل (3-6) موقِعِیت ایستگا­های سیستم مشاهد­ه­ای اقلِیم جهانی در ایران........................................ 54

شکل (3-7) مراحل ریز و بزرگ مقیاس نمایی یک مدل جهانی بصورت شماتیک............................ 56

شکل (3-8) فرآیند ریز مقیاس نمایی در مدل SDSM......................................................................... 58

شکل (3-9) منوی اصلی مدل SDSM..................................................................................................... 59

شکل (3-10) گزارش کیفیت داده­های بارش ایستگاه کرمان................................................................. 59

شکل (3-11) بخش مربوط به تبدیل داده­ها در مدل SDSM............................................................. 60

شکل (3-12) پنجره مربوط به کالیبره نمودن مدل SDSM................................................................... 63

شکل (3-13) پنجره مربوط به شبیه سازی متغیر­های اقلیمی در شرایط فعلی و آتی....................... 64

شکل (3-14) پنجره مربوط به مقایسه نتایج............................................................................................ 64

شکل (3-15) وضعیت لایه ها در مدل HELP..................................................................................... 71

شکل (3-16) ارتباط بین پارامترهای نگهداشت و بافت خاک............................................................... 72

شکل(3-17) پراکنش جغرافیایی حداکثر شاخص سطح برگ................................................................ 78

شکل (3-18) پراکنش جغرافیایی حداکثر وحداقل عمق تبخیر وتعرق................................................. 79

شکل (3-19) موقعیت پروفیل­های خاک احداثی در آبخوان کرمان...................................................... 79

شکل (3-20) دستگاه هیدرومتری و مثلث بافت خاک........................................................................... 80

فهرست شکل­ها

عنوان                                                                                        صفحه

شکل (3-21) دستگاه صفحات فشاری اندازه­گیری FC وPWP............................................................. 82

شکل (3-22) اجزاء مختلف دستگاه اندازه گیری ضریب نفوذپذیری خاک........................................... 86

شکل (3-23) صفحه اصلی مدل HELP.................................................................................................. 110

شکل (4-1) ضریب همبستگی بین متغیر های مستقل( داده های بازسازی شده)

مدل HadCM3 و (الف)متوسط دمای روزانه، (ب) متوسط حد اکثر دما و (ج)متوسط

حداقل دما در ایستگاه کرمان.................................................................................................................... 114

شکل (4-2) ماتریس همبستگی و ضریب همبستگی جزیی بین متغیر های مستقل

داده­های بازسازی شده مدل HadCM3 و (الف) متوسط دمای روزانه، (ب) متوسط

حد اکثر دما و (ج)متوسط حداقل دما در ایستگاه کرمان....................................................................... 115

شکل (4-3) نمودار پراکندگی دمای مشاهده­ای در ارتفاع 2متری سطح زمین مدل HadCM3

و (الف) متوسط دمای روزانه، (ب) متوسط حد اکثر دما و (ج) متوسط حداقل دما در

ایستگاه کرمان.............................................................................................................................................. 116

شکل (4-4) ساختار مدل (الف) حداکثر دما، (ب) حداقل دما در مدل HadM3 و (ج) متوسط

دما روزانه در مدل CGCM..................................................................................................................... 118

شکل (4-5) مقادیر متوسط دمای روزانه شبیه سازی شده در مقابل مقادیرمشاهده­ای

دردوره ارزیابی (1990-1976) ، (الف ) مدلHadCM3 و (ب) مدل CGCM................................. 119

شکل (4-6) نمودار فراوانی دمای متوسط روزانه داده های مشاهده‌ای و شبیه سازی

در دوره ارزیابی، (1990-1976)، (الف) مدل HadCM3 و (ب) مدل CGCM................................. 120

شکل (4-7) سری زمانی داده‌های مشاهده‌ای و شبیه ‌سازی شده دوره (1990-1980)

دمای متوسط روزانه ، (الف) مدل HadCM3 و (ب) مدل CGCM.................................................... 121

شکل (4-8) نمودار پراکنش باقی مانده‌ها در مقابل داده­های مشاهده‌ای دمای متوسط

روزانه دوره ارزیابی، (1990-1976)، (الف) مدل HadCM3 و (ب) مدل CGCM........................... 122

شکل(4-9) هیستوگرام فراوانی باقی مانده­ها، متوسط درجه حرارت روزانه در دوره

ارزیابی، (1990-1976)، (الف) مدل HadCM3 و(ب) مدل CGCM................................................. 123

شکل (4-10)   (الف) نمودار پراکش باقی مانده­ها، (ب) فراونی داده­ها مشاهده­ای و

شبیه سازی (ج) نمودارپراکنش داده­ها مشاهده­ای در مقابل داده­های شبیه­سازی شده،

حداکثر درجه حرارت، در دوره ارزیابی(1990-1976).......................................................................... 124

فهرست شکل­ها

عنوان                                                                                        صفحه

شکل (4-11) نتایج حاصل از برازش متوسط درجه حرارت روزانه­ی داده های مشاهده­ای و

شبیه سازی به روش حداکثر تعمیم یافته در دوره ارزیابی، (1990-1976)،

(الف) مدل HadCM3 و(ب) مدل CGCM............................................................................................ 125

شکل (4-12) نتایج حاصل از برازش متوسط درجه حرارت روزانه­ی داده های مشاهده­ای

وشبیه سازی روش تابع نمایی توسعه یافته ، در دوره ارزیابی، (1990-1976)،

(الف) مدل HadCM3 و (ب) مدل CGCM........................................................................................... 126

شکل (4-13) نتایج حاصل از برازش متوسط درجه حرارت روزانه­ی داده­های مشاهده­ای

و شبیه­سازی توزیع گمبل در دوره ارزیابی، (1990-1976)، (الف) مدل HadCM3

و (ب) مدل CGCM................................................................................................................................... 127

شکل (4-14) نتایج حاصل از برازش متوسط درجه حرارت روزانه ، داده­های مشاهده­ای و

شبیه سازی توزیع تجربی ، در دوره ارزیابی، (1990-1976)، (الف) مدل HadCM3

و (ب) مدل CGCM................................................................................................................................... 128

شکل (4-15) داده­های شبیه­سازی و مشاهده­ای متوسط درجه حرارت ماهانه در

دوره ارزیابی(1990-1976)، (الف) مدل HadCM3  و (ب) مدل CGCM...................................... 130

شکل (4-16) داده­های شبیه سازی و مشاهده­ای حداکثر درجه حرارت ماهانه در دوره

ارزیابی (1990-1976)، (الف) مدل HadCM3  و (ب) مدل CGCM............................................. 131

شکل (4-17) داده­های شبیه سازی و مشاهده­ای حداقل درجه حرارت ماهانه در دوره

ارزیابی(1990-1976)، (الف) مدل HadCM3  و (ب) مدل CGCM............................................... 132

شکل (4-18) متوسط درجه حرارت مشاهده­ای و شبیه سازی شده با استفاده از داده­های

مشاهد­ه­ای و مدل­ها در دوره پایه (1990-1961) در ایستگاه کرمان.................................................. 135

شکل(4-19) متوسط درجه حرارت مشاهده­ای در دوره پایه و شبیه­سازی

( الف) دهه2020، (ب) دهه2050، (د) دهه2080، (ر) حداکثرمطلق درجه حرارت در دوره

پایه و دهه 2080 و (ز) حداقل مطلق درجه حرارت در دوه پایه و دهه 2080 به تفکیک مدل....... 140

شکل (4-20) متوسط درجه حرارت ماهانه سناریو A2 مدل HadCM3   و داده­های

مشاهده­ای در دوره پایه............................................................................................................................. 141

شکل (4-21) واریانس متوسط درجه حرارت سناریو A2 مدل HadCM3 و داده­های

مشاهده­ای در دوره پایه.............................................................................................................................. 142

فهرست شکل­ها

عنوان                                                                                        صفحه

شکل (4-22) متوسط حداقل درجه حرارت ماهانه سناریو A2 مدل HadCM3

و داده­های مشاهده­ای در دوره پایه.......................................................................................................... 143

شکل (4-23) اختلاف مطلق متوسط درجه حرارت دوره­های آتی با داده­های مشاهده­ای

تحت سناریو A2 مدل HadCM3 در ایستگاه کرمان............................................................................. 143

شکل (4-24) ضریب تعیین بین متغیرهای اتمسفری و بارش روزانه در

ایستگاه کرمان (مدل HadCM3 )............................................................................................................ 145

شکل (4-25) ماتریس همبستگی بین متغیرهای اتمسفری و بارش در ایستگاه کرمان ................... 145

شکل (4-26) نمودار پراکنش متغیر وابسته در مقابل متغیر مستقل (بارش) در ایستگاه کرمان........ 146

شکل (4-27) ضریب تعیین بین متغیر های اتمسفر و بارش روزانه در ایستگاه

کرمان مدل CGCM................................................................................................................................... 146

شکل (4-28) نمودار پراکنش متغیر وابسته(بارش) در مقابل باقی مانده­ها در ایستگاه کرمان........... 147

شکل (4-29) پراکنش داده­های مشاهد­ه­ای(بارش) درمقابل داده­های شبیه سازی در

دوره ارزیابی در ایستگاه کرمان................................................................................................................... 147

شکل (4-30) فراوانی داده­های مشاهده­ای و شبیه­سازی (بارش) در دوره ارزیابی ............................. 148

شکل (4-31) سری زمانی داده­های مشاهده­ای وشبیه سازی شده بارش........................................... 148

شکل (4-32)   ( الف ) میانگین، (ب) واریانس و (ج) حداکثرمقدار بارش 5 روز

متوالی داده­های مشاهده­ای و شبیه سازی در دوره ارزیابی در ایستگاه کرمان..................................... 149

شکل (4-33)   متوسط بارش روزانه مشاهده­ای و شبیه سازی به تفکیک ماه

در دوره پایه، (الف)NCEP، (ب)سناریو A2 و (ج) سناریوی B2 در ایستگاه کرمان........................... 154

شکل (4-34) واریانس بارش روزانه مشاهده­ای و شبیه سازی به تفکیک ماه در

دوره پایه، (الف) NCEP (ب)سناریو A2 (ج) سناریوی B2 در ایستگاه کرمان................................... 155

شکل (4-35) بارش ماهانه مشاهده­ای در دوره پایه، و شبیه سازی شده تحت سناریو

A2(الف) دهه 2020، (ب) دهه 2050 و (ج) دهه 2080............................................................... 157

شکل (4-36) درصد تغییرات بارش در دهه­های 2020، 2050 و2080 نسبت به

داده­های مشاهده­ای دوره پایه (تحت سناریوی A2 مدل HadCM3) در ایستگا کرمان.................... 158

شکل (4-37) ضریب تعیین، خطای استاندارد و ضریب واتسون، هفت متغیر مستقل

مورد استفاده ساختار مدل SDSM به منظور شبیه سازی تشعشات خورشیدی ............................... 158

فهرست شکل­ها

عنوان                                                                                         صفحه

شکل (4-38) نمودار پراکنش متغیر وابسته (تشعشات خورشید) در مقابل باقی مانده­ها .................. 159

شکل (4-39) توزیع فراوانی باقی مانده­های تشعشات خورشید.......................................................... 159

شکل (4-40) پراکنش داده­های مشاهد­های درمقابل داده­های شبیه سازی

(تشعشات خورشیدی)................................................................................................................................. 160

شکل (4-41) فراوانی داده­های مشاهده­ای و شبیه سازی تشعشات خورشیدی در دوره ارزیابی .... 160

شکل (4-42) سری زمانی داده­های مشاهده­ای و شبیه سازی شده تشعشات..................................... 160

شکل (4-43) متوسط تشعشات خورشیدی داده­های مشاهده­ای و شبیه سازی................................ 161

شکل (4-44) واریانس تشعشات خورشیدی داده­های مشاهده­ای و شبیه سازی.............................. 161

شکل (4-45) مجموع ماهانه تشعشات خورشیدی داده­های مشاهده­ای و شبیه سازی ................ 162

شکل (4-46) مقدارحداکثر روزانه تشعشات خورشیدی داده­های مشاهده­ای و شبیه سازی.............. 162

شکل (4-47) متوسط تشعشات روزانه در دوره پایه (1990-1961) و دوره­های آتی........................ 166

شکل (4-48) درصد تغییرات تشعشات خورشیدی در دوره­های30 ساله آتی نسبت به دوره پایه.... 166

شکل (4-49) شاخص­های آماری چاه­های مشاهده­ای در محدوده مطالعاتی کرمان- باغین.............. 169

شکل (4-50) پراکنش چاه­های مشاهده­­ای در محدوده مطالعاتی کرمان- باغین................................ 170

شکل (4-51) ویژگی­های توزیع آماری چاه­های مشاهده­ای در محدوده مطالعاتی کرمان- باغین..... 170

شکل (4-52) نمودار واریوگرام برازش داده شده به داده­ها چا­ه­هاه مشاهده­ای کرمان- باغین.......... 171

شکل (4-53) نمودار واریوگرام سه بعدی برازش شده چا­ه­هاه مشاهده­ای کرمان- باغین.................. 171

شکل (4-54) نمودار تغییرات عمق سطح ایستابی دشت کرمان......................................................... 172

شکل (4-55) نمودار تغییرات عمق سطح ایستابی آبخوان کرمان....................................................... 173

شکل (4-56) نقشه عمق سطح ایستابی دشت کرمان- باغین............................................................... 174

شکل (4-57) نقشه عمق سطح ایستابی آبخوان کرمان در مهرماه 1381......................................... 174

شکل (4-58) نقشه عمق سطح ایستابی آبخوان کرمان درشهریور 1389........................................... 175

شکل (4-59) (الف) پراکنش سونداژهای ژئوالکتریک و (ب) نقشه خطوط هم عمق، سنگ کف دشت         کرمان 176

شکل (4-60) موقعیت مقاطع زمین شناسی بر روی نقشه زمین شناسی دشت کرمان...................... 176

شکل (4-61 ) ( الف) راستای مقاطع طولی و عرضی( ب) مقطع شرقی- غربی (SC.3)رقوم

ارتفاعی سنگ بستر، (ج) مقطع شمالی- جنوبی (Sc- C)، رقوم ارتفاعی سنگ بستر......................... 178

فهرست شکل­ها

عنوان                                                                                        صفحه

شکل (4-62) موقعیت پروفیل­ها در مثلث بافت....................................................................................... 181

شکل (4-63) موقعیت پروفیل ها در مثلث بافت خاک سمت راست (لایه 150-100 سانتیمتر )

سمت چپ میانگین کل لایه ها................................................................................................................ 181

شکل (4-64) میزان تغدیه در هریک از پروفیل ها به تفکیک دوره در آبخوان کرمان ........................ 186

شکل (4-65) نمونه­ای از خروجی نتایج حاصل از مدل HELP........................................................... 188

شکل (4-66) پراکنش نقاط میزان تغذیه درمحدوده آبخوان کرمان، (الف) دوره پایه،

(ب) دهه، 2020، ( ج) دهه،2050 و ( د ) دهه 2080......................................................................... 190

شکل (4-67) مدل واریوگرام برازش شده بر میزان تغذیه درمحدوده آبخوان کرمان،

(الف) دوره پایه، (ب) دهه، 2020، ( ج) دهه،2050 و ( د ) دهه 2080............................................. 191

شکل (4-68) نقشه سه بعدی میزان تغذیه در درمحدوده آبخوان کرمان، (الف) دوره پایه،

(ب) دهه، 2020......................................................................................................................................... 192

شکل (4-69) نقشه سه بعدی میزان تغذیه درمحدوده آبخوان کرمان (الف) دهه 2050،

(ب) دهه، 2080......................................................................................................................................... 193

شکل (4-70) نقشه سه بعدی میزان انحراف معیار تغذیه درمحدوده آبخوان کرمان

(الف) دهه 2050، (ب) دهه، 2080......................................................................................................... 194

شکل (4-71) فراوانی هریک از کلاس­های درصد تغییرات تغذیه ........................................................ 196

شکل (4-72) توزیع مکانی تغذیه در آبخوان کرمان، (الف) دوره پایه، (ب) دهه،

2020، (ج) دهه 2050 و (د) دهه 2080................................................................................................ 197

شکل (4-73) توزیع مکانی درصد تغییرات تغدیه در دوره­های آتی نسبت به دوره پایه،.................... 198

فهرست جدول­ها

عنوان                                                                                        صفحه

جدول(1-1) برخی از ویژگی­های سناریوها رایج موجود درمرکز توزیع داده­های DDC و

مقایسه آنها با سناریوهای IS92 (IPPC,TGC-IA,.2007)................................................................ 8

جدول(1-2) مشخصات مدل های AOGCM موجود در DDC مربوط به پایگاه

اطلاع رسانیIPCC.................................................................................................................................... 11

جدول(1-3) مراکز توسعه دهنده مدل­های جهانی مورد استفاده در شبیه سازی متغیرهای

اقلیمی در آینده (IPCC- DDC., 2005).............................................................................................. 12

جدول (1-4) مزیت­ها و معایب دو گروه عمده روش­های ریزمقیاس­نمایی........................................... 16

جدول (3-1) مساحت هر یک از واحدهای ژئومرفولوژی حوزه آبخیز دشت کرمان.............................. 43

جدول (3-2) متغیر شبیه سازی شده توسط مدل­های جهانی و مرکز NCEP.................................... 54

جدول (3-3) ویژگی­های رطوبتی خاک­ها با تراکم کم........................................................................... 76

جدول (3-4) ویژگی­های رطوبتی خاک­ها با تراکم متوسط و بالا.......................................................... 77

جدول (3-5) تشریح علائم بکار گرفته شده در جداول ویژگی­های خاک به تفکیک سازمان............. 78

جدول (4-1) متغیرهای مستقل مورد استفاده جهت کالیبره نمودن مدل........................................... 113

جدول(4-4) داده­های مشاهده­ای، شبیه سازی شده و میانگین خطای مطلق در

دوره ارزیابی مدل (1990-1976) به تفکیک مدل­های جهانی.............................................................. 133

جدول (4-5) خطای مطلق (متوسط حداکثر، حداقل و روزانه درجه حرارت) در

دوره پایه در ایستگاه کرمان....................................................................................................................... 134

جدول(4-6) شاخص­های دمایی مشاهده­ای و شیبه سازی با استفاده ازمدل­های

CGCM و Hadcm3 تحت سناریوهای و در دورة پایه (1990-1961) ............................. 137

جدول(4-7) مقدار شاخص­های دمایی سالانة دورة پایه و آتی به تفکیک سناریو............................... 139

جدول (4-8) خطای مطلق و انحراف معیار متوسط درجه حرارت دو سناریو A2 و B2

مدل HadCM3 دردوره پایه(1990-1961).......................................................................................... 142

جدول (4-9) مقدار بارش(مشاهده­ای وشبیه ساز) و خطای مطلق به تفکیک پایگاه داده­ها

در دوره پایه در ایستگاه کرمان................................................................................................................. 151

جدول (4-10) واریانس و درصد تغییرات واریانس شبیه سازی به مشاهده­ای، بارش دردوره پایه.....152     

فهرست جدول­ها

عنوان                                                                                        صفحه

جدول (4-11) میزان بارش مشاهده­ای و شبیه سازی شده در دوره های آتی در ایستگاه کرمان .... 156

جدول (4-12) میانگین، واریانس و درصد تغییرات واریانس تشعشات داده­های

مشاهده­ای و شبیه سازی در دوره ارزیابی................................................................................................. 163

جدول (4-13) متوسط تشعشات خورشیدی، دوره پایه و دوره­های آتی در ایستگاه کرمان............... 164

جدول (4-14) میانگین خطای مطلق و تغییرات واریانس تشعشات دو سناریوی A2 و B2

نسبت به داده هایNCEP......................................................................................................................... 165

جدول (4-15) میانگین خطای مطلق سالانه مربوط به سطح ایستابی آبخوان کرمان ....................... 168

جدول (4-6) متوسط بارش و عمق سطح ایستابی سالانه آبخوان کرمان........................................... 169

جدول (4-17) مقدارپارامترهای مدل HELP....................................................................................... 179

جدول (4-18) ویژگی­های هیدرو لیکی پروفیل های خاک عمق (50-0).......................................... 182

جدول (4-19) ویژگی­های هیدرو لیکی پروفیل های خاک عمق (100-50) .................................. 184

جدول (4-20) ویژگی­های هیدرو لیکی پروفیل های خاک عمق (150-100) ................................. 213

جدول (4-21) میزان تغدیه در هریک از پروفیل ها به تفکیک دوره .................................................. 185

جدول (4-22) میزان تغذیه تحت سناریوهای مختلف عمق تبخیر وتعرق با استفاده از

مدل HELP در دوره پایه........................................................................................................................... 186

جدول (4-23) میزان تغذیه تحت سناریوهای مختلف عمق تبخیر وتعرق با استفاده از

مدل HELP در دوره پایه........................................................................................................................... 187

جدول (4-24) ویژگی­های آماری مدل واریوگرام برازش شده بر داده­های تغذیه به تفکیک دوره..... 189

جدول (4-25) میزان، درصد و درصد تغییرات تغدیه و مقدار بارش سالانه، فصل زمستان

و نسبت بارش فصل زمستان به کل بارش سالانه دوره پایه و دوره­های آتی......................................... 196

جدول (4-26) متوسط دمای و تشعشات خورشیدی سالانه و فصل زمستان.................................... 226

و.

مقاله ی ترجمه شده ی مهندسی آب محاسبات توزیع شده ی مدل هایSWAT در مقیاس بزرگ بر روی شبکه

دانلود  مقاله ی ترجمه شده ی مهندسی آب محاسبات توزیع شده ی مدل هایSWAT  در مقیاس بزرگ بر روی شبکهDistributed computation of large scale SWAT models on the Grid فایل ترجمه به صورت ورد وقابل ویرایش تعدادصفحات 15

برای دریافت رایگان اصل مقاله اینجا کلیک کنید

چکیده

افزایش رغبت به مدل های با مقیاس مکانی و زمانی بزرگتر و پردازش داده های ورودی با دقت بالا در ارزش تقاضای محاسباتی بالاتر به دست می آید. این ارزش حتی هنگامی که روال عادی مدل سازی رایج مانند کالیبراسیون و تجزیه و تحلیل عدم قطعیت دخیل هستند، بدون شک بالاتر می باشد. به همین ترتیب، روش ها و تکنیک ها برای کاهش زمان محاسبه در نرم افزار مدل سازی اجتماعی - زیست محیطی با مقیاس بزرگ در حال رشد است. پیشرفت های اخیر در محاسبات توزیع شده مانند زیربنای شبکه فرصت بیشتری را برای این تلاش فراهم کرده اند. برای به دست آوردن اثربخشی محاسباتی، ابزارها و تکنیک های عمومی را برای فعال کردن کاربرد مدل ابزار ارزیابی خاک و آب (SWAT) برای ادامه دادن شبکه ی EGEE (فعال سازی شبکه ها برای پروژه های علمی-الکترونیکی در اروپا) ایجاد نمودیم. اجزای/ اسکریپت های گوناگون برنامه برای تقسیم یک مدل هیدرولوژیکی در مقیاس بزرگ از ابزار ارزیابی خاک و آب (SWAT)، برای ارائه ی مدل های تقسیم به شبکه، و برای جمع آوری و ادغام نتایج به یک فرمت خروجی واحد نوشته می شود. یک روش سه مرحله ای برای استفاده از مزایای شبکه به کار برده شد. در مرحله اول، یک اسکریپت پایتون به منظور تقسیم مدل SWAT  به چند زیر مدل اجرا شد. سپس، زیر مدل های منحصر به فرد به صورت موازی برای اجرای روی شبکه ارائه شد. در نهایت، خروجی زیر حوضه ها جمع آوری شد و روند مسیریابی برد با اسکریپتی دیگر که یک برنامه ی SWAT اصلاح شده را اجرا می کند انجام شد. ما شبیه سازی آزمایشگاهی با مدل های هیدرولوژیکی متعدد با مقیاس زمانی و مکانی در زیربنای شبکه انجام دادیم. نتایج نشان داد که، به رغم هزینه های عمومی محاسبات، محاسبات موازی مدل اجتماعی- زیست محیطی بر روی شبکه برای استفاده از مدل به خصوص با مقیاس های بزرگ مکانی و زمانی سودمند است. در پایان، ما با پیشنهاد مدل ها برای کاهش بیشتر هزینه های عمومی محاسباتی در حالی که در حال اجرای کاربرد مدل یا مقیاس بزرگ بر روی شبکه به پایان رساندیم. 1- مقدمه در دسترس بودن داده های ورودی با دقت بالای فزاینده برای مدل های اجتماعی - زیست محیطی برای درخواست محاسباتی، به ویژه برای مدل های با مقیاس بزرگ مکانی و زمانی مسلم است. با این حال، تلاش برای ابداع روش ها یا تکنیک های کاهش زمان محاسبه در نرم افزارهای مدل سازی اجتماعی - زیست محیطی با مقیاس بزرگ همچنان در حال رشد است (Bryan, 2012; Fernández-Quiruelas et al., 2011; Goodall et al., 2011; Jeffery, 2007; Mineter et al., 2003;Sulis, 2009). تلاش در حال انجام توسط پروژه ی EU/FP7 funded ‘EnviroGRIDS@Black Sea Basin’ ( از این پس، enviroGRIDS; http://www.envirogrids.net) تلاش می کند تا مدل های زیست محیطی و هیدرولوژیکی با مقیاس بزرگ برای نمایش و ارائه دادن نتایج در زمان واقعی نزدیک ممکن شود. هدف از این پروژه ساخت ظرفیت در منطقه دریای سیاه برای استفاده از استانداردهای بین المللی جدید برای جمع آوری، ذخیره، توزیع، تجزیه و تحلیل، تجسم و انتشار اطلاعات بسیار مهم در شرایط گذشته، حال و آینده ی این منطقه بر اساس زیربناهای شبکه می باشد. محاسبات شبکه در دهه ی 1990 به عنوان استعاره ای برای ساخت قدرت کامپیوتر به همان آسانی برای دسترسی شبکه ی قدرت الکتریکی به وجود آمد (Berman et al., 2003; Foster, 2003;Foster and Kesselman, 2004 ).  به این ترتیب، یک شبکه محاسبه کننده سیستمی توزیع شده است که یک محیط پژوهش مجازی را در سرتاسر مؤسسات مختلف پشتیبانی می کند (Chen et al., 2009; Schwiegelshohn et al., 2010). تعریف دیگر و وظیفه گرا از شبکه ی محاسبه کننده این می باشد که گروهی از کامپیوترهای متصل شده به صورت سست است که برای اجرای وظایف بسیار بزرگ با هماهنگی هم کار می کنند. محاسبات شبکه برای پژوهش توسط موسسات و پروژه های بزرگ در سراسر جهان به سرعت در پیشرفت کرده اند. در سال های اخیر، شبکه ها زیربناهای توزیع شده ی مقیاس گسترده پدیدار شدند که به اشتراک گذاری محاسبه ی ناهمگن توزیع شده از نظر جغرافیای و ذخیره سازی منابع را پشتیبانی می کنند (Tsouloupas and Dikaiakos, 2007 ). حوزه های علمی مانند فیزیک ذرات، بیوانفورماتیک، فناوری نانو، هواشناسی و مکانیک سیالات در میان انظباطهای تحقیقاتی بهره مند از این چنین زیربناهایی، برای اجرای گردش کار محاسباتی خواسته شده، هستند (Fernández-Quiruelas et al., 2011; Huang and Chang, 2003;Wegener et al., 2009). با هماهنگی CERN (سازمان تحقیقات هسته ای اروپا) و سرمایه گذاری کمیسیون اروپا از طریق یک سری از پروژه ها به نام EGEE (فعال کردن شبکه برای پروژه های 1، 2 و 3 E-scienc)، شبکه ی جهان گستر محاسبه کننده ی LHC (WLCG) در حال حاضر بزرگترین شبکه محاسباتی چند دانشی است. مطابق این نوشته،WLCG  حدود 260 مرکز مرجع در 55 کشور را لینک می کند، با بیش از 150،000 هسته پردازنده، 28 PB ذخیره سازی دیسک، 38 PB ذخیره سازی نوار، بیش از 14،000 کاربر ثبت نام شده، و بیش از 300،000 شغل در روز.WLCG در ابتدا در دو حوزه ی کاربدی به خوبی تعریف شده تمرکز می کند، فیزیک ذرات و علوم زندگی، عمدتا به دلیل این واقعیت که این جوامع در حال حاضر شبکه آگاه و آماده برای گسترش کاربردهایی واقعی چالشی در آغاز این پروژه بودند. طیف وسیعی کاربردها در حال حاضر در WLCG پشتیبانی می شوند، و مدل های هیدرولوژیکی و زیست محیطی استثنا نیستند (Fernández-Quiruelas et al., 2011; Lagouvardos et al., 2010;Lecca et al., 2011). WLCG، مانند سایر زیرساخت های شبکه، دارای پروتکل های میان افزار و دسترسی منحصر به خود می باشد. این امر نیاز دارد که نرم افزار بر روی محیط خودش اجرا شود تا برای بهره وری محاسباتی بهتر بر روی شبکه، در فرمت های خاص (موازی شده) توسعه یابد. در حالی که ابزارهای نرم افزار جدید ممکن است با این نیازها در ذهن توسعه یابد، کدهای علمی موروثی و یا برنامه های موجود (اکثریت آنهایی که هنوز شبکه آگاه نشده اند) اغلب نیاز به تجدید ساختار کد اصلی قبل از اینکه بتوانند بر روی شبکه اجرا شود، دارند. روند انتقال کد موجود به شبکه، توسط انجمن کاربر شبکه، "Gridification" نامیده می شود. یک برنامه ی gridfied می تواند بر روی شبکه های سازگار اجرا شود. برنامه ی gridified از پروتکل های ارتباطی برای ارسال، شروع و پایان دادن مشاغل بر روی شبکه آگاه است. به عنوان مثال، یک برنامه ی gridfied تجزیه و تحلیل داده ها قادر خواهد بود برای: •    به دست آوردن اعتبارنامه های تصدیق لازم که برای باز کردن فایل به آن نیاز دارد. •    پرس و جو کردن یک کاتولوگ برای تعیین جایی که فایل ها هستند و اینکه کدام منابع شبکه قادر به انجام تجزیه و تحلیل می باشند. •    ارائه کردن نیازها به شبکه: درخواست برای استخراج داده ها، آغاز محاسبات و ارائه نتایج. •    نظارت بر پیشرفت محاسبات مختلف و انتقال داده، اطلاع به کاربر زمانی که تجزیه و تحلیل کامل شده است، و تشخیص و پاسخ به نارسایی ها ( خدمات مشترک) و •    جمع آوری تمام نتایج و احتمالا ادغام فایل های خروجی برای به دست آوردن مجموعه نهایی از فایل های نتیجه. اگر چه کلاسترهای محاسبات رسمی، به عنوان نمونه، برای مقابله با چالش های محاسباتی، می توانند در موارد خاص استفاده شوند (Whittaker, 2004)، دسترسی به این کلاسترها به طور کلی برای جامعه ی کاربر بسیار محدود شده است. برای دسترسی گسترده به یک مخزن بسیار بزرگ محاسباتی کامپیوترها، محاسبات گرید جایگزین قابل پیش بینی محاسبات توزیع شده برای جامعه علمی می باشد. این مطالعه به طور کلی توسعه روش ها، ابزارها و تکنیک های کلی برای موازی سازی مدل های هیدرولوژیکی با مقیاس بزرگ، و به طور خاص مدل SWAT ، در زیرساخت های شبکه را مورد بحث قرار می دهد. این مطالعه شبیه سازی آزمایشگاهی با استفاده از مدل های چند مقیاس مکانی و زمانی در زیرساخت های WLCG را نشان می دهد. با هدف دستیابی به محاسبات نزدیک به زمان واقعی در مدل های SWAT توزیع شده از نظر مکانی با مقیاس بزرگ، این مطالعه فرمولاسیون و آزمون نتایج روش های مختلف را ارائه می کند.

وقابل ویرایش تعدادصفحات 15