שימוש במערכת מידע גיאוגרפית למיפוי אקלימי ומעקב אחר מגמות אקלימיות

1. כנס הוועדה הבין משרדית למערכות מידע גיאוגרפיות, נווה אילן י"ח באדר ב תשע"א 24.3.2011 שימוש במערכת מידע גיאוגרפית למיפוי אקלימי ומעקב אחר מגמות אקלימיות נועם חלפון אבנר פורשפן השירות המטאורולוגי avnerf@ims.gov.il

2. הצגת הנתונים המדודים מספר ימים ממוצע מעל סף של 38 מ"צ הצגת הפרישה המרחבית של המשתנה האקלימי מטרת ההצגה המרחבית הצגת פרישת התחנות אבל מה קורה כאן? נדרש אומדן/הערכה לגבי ערך המשתנה האקלימי במקום בו אין מדידה או כאן?

3. מה היה בעבר? מפת עונת הגשם 1950/51 שנת בצורת קשה (מתוך אטלס ישראל 1985) חסר במדידות – קווים מרוסקים – אי וודאות עבודה ידנית, טיוטות ותיקונים.ימי/חודשי עבודה רבים. ממוצע 61-90 (מתוך אטלס אקלימי לתכנון פיסי וסביבתי) מומחיות! שת"פ עם גופים אחרים (מפ"י/מח' המדידות, אוניברסיטאות) להפקה גרפית של המפות

4. הכלים היום • מחשב בודד. עמדה יחידה עם ARCGIS 9.3. • התבססות על שני רכיבים נוספים עיקריים: • Spatial analyst – כוחו בחיבור מפות רסטר, בהמרת נתונים ובקומבינציה של אופרטורים שונים. • Geostatistical analyst – כוחו במיפוי מרחבי: מגוון כלים,שיטות אופטימיזציה, הצגת השגיאות, יכולת לבחון את התוצר לפני הפקתו ועוד...

5. תוצרים המופקים היום • מפות משקעים • מפות טמפרטורות מקסימום ומינימום. • מיפוי מספר ימים מעל סף טמפרטורה נתון. • מפות התאדות • מפות מגמה – משקעים וטמפרטורות.

6. IDW KRIGING SPLINE ממוצע מרחבי 409 מ"מ ממוצע מרחבי 385 מ"מ ממוצע מרחבי 392 מ"מ משקעים - האם כל כך פשוט להפעיל שיטה גיאוסטטיסטית למיפוי? מיפוי סטטיסטי פשוט למשקעי עונת 2005-6

7. עיקרי שיטת מיפוי המשקעים • יצירת מפות משקעים ממוצעות עונתיות - התבססות על מפת הממוצע הרב שנתי שהופקה בצורה ידנית (מפה סובייקטיבית). דיגיטציה של הקווים. ציפוף איזוהיאטות. הוספת תחנות.* • יצירת מפות משקעים ממוצעות חודשיות - יצירת מפות חודשיות ע"י הפקת מפות איזומרים מהתחנות שפעלו באופן רציף בתקופת המיצוע והכפלת מפות האיזומרים במפה השנתית.* • יצירת מפות משקעים יחסיות לתקופה (עונה/חודש) - כמויות משקעים יחסיות אינן משתנות באופן דרמטי כמו הכמויות המוחלטות. לטופוגרפיה אין חשיבות גדולה כל כך בקביעת הכמויות היחסיות והדבר מאפשר מיפוי בשיטות סטטיסטיות שלא מתחשבות ברכיב הגובה. • חישוב הערכים היחסיים לתחנות שלא פעלו לאורך כל תקופת המיצוע, על בסיס הוצאת הערך הממוצע, במקום בו נמצאת נקודת המדידה, מתוך המפות הממוצעות. • יצירת מפות המשקעים החודשיות המוחלטות - הכפלת המפות היחסיות במפות הממוצעות וקבלת מפות המשקעים המוחלטות.*

9. כמות שנתית מיפוי ממוצע חודשי מיפוי איזומרי חודשי מיפוי ממוצע חודשי X = אלבשן, ד', 1964: "איזומרים חודשיים של גשם בישראל 1931 - 1960" , מטאורולוגיה בישראל, כרך 2, מס' 1 איזומר – הכמות החודשית הממוצעת כיחס באחוזים מהכמות השנתית הממוצעת

10. כמות חודשית מוחלטת חריגה חודשית מהממוצע ממוצע חודשי X = =

11. מיפוי משקעי עונת 2005-6 על פי שיטת המיפוי שהוצגה IDW KRIGING SPLINE ממוצע מרחבי 393 מ"מ ממוצע מרחבי 387 מ"מ ממוצע מרחבי 390 מ"מ

12. מתוך הסקירה האקלימית – פברואר 2011

13. יישומים : קווי צחיחות; שטחים עם כמויות בהתאם לספים מסוימים

14. מיפוי טמפרטורות המקסימום • קיים קשר בין טמפרטורת המקסימום לבין משתנים גיאוגרפיים, למשל: הגובה מעל פני הים והמרחק מקו החוף – ניתן לתאר באמצעות משוואת רגרסיה (חישוב מחוץ לממ"ג). • הפעלת המשוואה על התשתית הגיאוגרפית תוך שימוש ב-DEM ברזולוציה של 50 מטר ודיוק של 2 מטר בגובה(רכישה ממפ"י) – מפות ממוצעות.

15. מיפוי טמפרטורת המקסימום הממוצעת בעזרת רגרסיות רב משתניות הקושרות בין התצפיות לבין המשתנים הגיאוגרפיים בתחנות המדידה.

16. מיפוי טמפרטורות המקסימום - המשך מיפוי ערכי הטמפרטורות החודשיים בכל חודש וחודש מתוך בחינת הסטיות מהערך הממוצע 2. בחודשים בהם יש קשר מובהק בין הטופוגרפיה להפרש הטמפרטורות מהממוצע מוכפל ה-DEM במקדם השיפוע הקושר בין הפרש הטמפרטורה מהממוצע לגובה 4. חיבור מפת ההפרש למפה החודשית הממוצעת לקבלת הטמפרטורות בפועל 3. בתום חיבור הערכים מתקבלת מפת הפרש הטמפרטורה מהממוצע בחודש הספציפי 1. אינטרפולציה של הפרש הטמפרטורה מהממוצע בתחנות השונות לאחר תיקון לגובה פני הים

17. מיפוי סדרות טמפרטורה חודשיות לבחינת מגמת ההתחממות הדגמה של מיפוי טמפרטורת המקסימום היומית הממוצעת בחודש נובמבר

18. דוגמה נוספת לשימוש במשוואות רגרסיה הקושרות בין משתנים אקלימיים למשתנים גיאוגרפיים. מיפוי מס' ימים בשנה עם טמפרטורות מעל סף 38 עבור רשות המים ("חוק הבצורת").

19. מיפוי טמפרטורות המינימום • הקשר בין טמפרטורת המינימום לבין משתנים גיאוגרפיים, בעייתי יותר בעיקר לאור הרגישות הגבוהה להצבה ולתוואי הטופוגרפי המקומי של התחנה. • שימוש בנתוני לווין

20. מיפוי ערכי מינימום מתוך שילוב בין ערכי התצפיות לאמצעי חישה מרחוק מיפוי ערכי מינימום מתוך תצפיות בלבד טמפרטורת מינימום ממוצעת בינואר (אטלס אקלימי לתכנון פיסי וסביבתי בישראל) טמפרטורת מינימום בחורף

21. כיוונים חדשים במיפוי קרה הסתייעות באמצעי חישה מרחוק טופו אקלים לפי מיפוי מסורתי הסתייעות בתוצאות מודל כפר בלום

22. מיפוי התאדות מחושבת (Penman-Monteith) • נבחנו 3 שיטות מיפוי שונות: מיפוי מבוסס רגרסיה רב משתנית, אינטרפולציה הלוקחת בחשבון גם את רכיב הגובה ואינטרפולציה דו מימדית. • בניגוד לטמפרטורה השפעת הגובה על סך ההתאדות מועטה. השפעתו בכיוונים מנוגדים: • ירידה בטמפרטורה ועליה בלחות: ירידה. • הגדלת מהירות הרוח ועוצמת הקרינה: עליה. • לפיכך, אינטרפולציה דו- מימדית. Ordinary Kriging

23. הכנסת תיקונים סובייקטיבים מתוך היכרות עם משטר הרוח בשרון ובכרמל קבלת המיפוי האובייקטיבי ללא השגות העתקת נתוני תחנה לאזור עם תנאים דומים ע"פ תוצאות מודל בכדי למנוע החלקה מלאכותית של הגרדיינט החריף בקצה המפה

24. מגמות בטמפרטורה השנתית טמפרטורה שנתית ממוצעת

25. מגמות בטמפרטורה בקיץ טמפרטורות ממוצעות באוגוסט

26. מגמות בראיה מרחבית

27. העשור 2001-2010 בראיה היסטורית

28. תודה