ارزیابی دقت 20 مدل تجربی برآورد تبخیر-تعرق مرجع مناطق ساحلی در اقلیم های مختلف

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 عضو هیأت علمی دانشگاه

2 دانشجوی دکتری دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

3 دانشجوی دکتری مهندسی منابع آب، دانشگاه ارومیه همراه: ایمیل: negar_rasouli_92@yahoo.com

چکیده

سابقه و هدف:
دقیق‌ترین روش برآورد تبخیر-تعرق، استفاده از لایسیمتر وزنی است، اما از آنجا که احداث این نوع لایسیمتر هزینه بسیار زیادی را به همراه دارد، بیشتر از روش‌های تجربی برای برآورد تبخیر-تعرق استفاده می‌شود و نتایج آن با روش مرجع برآورد تبخیر-تعرق (فائو پنمن-مانتیث) مقایسه می‌شود.بنابراین هدف اصلی تحقیق حاضر، مقایسه دقت 20 مدل تجربی برآورد تبخیر-تعرق مرجع و ارائه بهترین روش تجربی در شهرستان های رشت، ساری و گرگان در شمال ایران ودر نوار ساحلی دریای خزر می باشد.
مواد و روش ها:
در این پژوهش، مطالعه تطبیقی بین روش فائو پنمن-مانتیث با 20 روش تجربی برآورد تبخیر-تعرق پتانسیل در یک دوره زمانی 10 ساله از سال 1386 تا 1395 در ایستگاه‌های رشت، ساری و گرگان در نوار ساحلی دریای خزر صورت گرفت. ایستگاه‌ها به دلیل تنوع اقلیمی از اقلیم مرطوب تا مدیترانه‌ای انتخاب شدند. ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE)، خطای میانگین (MAE) و درصد خطای تخمین (PE) برای ارزیابی دقت این روش‌ها مورد استفاده قرار گرفتند.
یافنه های تحقیق:
نتایج نشان داد مقادیر روزانه تبخیر-تعرق بدست آمده از روش روزانی به مقادیر بدست آمده با روش فائو پنمن-مانتیث نزدیکتر بود به‌طوری‌که برای مدل‌ مذکور مقادیر شاخص‌های RMSE، MAE و PE به ترتیب با 77/0، 54/0 میلی‌متر بر روز و 60/21 % در ایستگاه رشت، 8/0، 39/0- میلی‌متر بر روز و 40/9 % در ایستگاه ساری و 99/0، 42/0- میلی‌متر بر روز و 88/9 % در ایستگاه گرگان، به‌دست آمدند. همچنین نتایج حاکی از عملکرد پایین مدل روماننکو می‌باشد. در مجموع در اقلیم‌های مورد مطالعه، مدل های روزانی و همکارن، برتی و همکاران، هارگریوزسامانی، اسکندل، ایرماک و همچنین مدل والینتزانس عملکرد مطلوب تری در برآورد تبخیرتعرق مرجع داشتند.
نتیجه گیری:
این مطالعه نشان داد که دقت مدل ها در برآورد تبخیرتعرق نسبت به مدل مبنا (فائو پنمن-مانتیث) در ایستگاه رشت بیش از ساری و در ایستگاه ساری بیش از گرگان می یابد. در بین معادلات مورد بررسی، معادلات بر پایه انتقال جرم مانند ترابرت و ماهرینگر، دارای عملکرد نسبی نامطلوبی در بین مناطق ساحلی می‌باشند. بنابراین در هنگام استفاده از مدل های تجربی و کاربرد آنها در برآورد تبخیرتعرق باید به این نکته توجه کرد که این مدل ها در شرایط اقلیمی متفاوت می توانند نتایج متغیری از خود نشان دهند و الزاما هیچ مدلی به طور قطعی نمی تواند به عنوان مبنا در تمامی مناطق ساحلی مورد استفاده قرار گیرد.
این مطالعه نشان داد که دقت مدل ها در برآورد تبخیرتعرق نسبت به مدل مبنا (فائو پنمن-مانتیث) در ایستگاه رشت بیش از ساری و در ایستگاه ساری بیش از گرگان می یابد. در بین معادلات مورد بررسی، معادلات بر پایه انتقال جرم مانند ترابرت و ماهرینگر، دارای عملکرد نسبی نامطلوبی در بین مناطق ساحلی می‌باشند. بنابراین در هنگام استفاده از مدل های تجربی و کاربرد آنها در برآورد تبخیرتعرق باید به این نکته توجه کرد که این مدل ها در شرایط اقلیمی متفاوت می توانند نتایج متغیری از خود نشان دهند و الزاما هیچ مدلی به طور قطعی نمی تواند به عنوان مبنا در تمامی مناطق ساحلی مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Accuracy Evaluation of Twenty Empirical Models in Estimating Coastal Regions Reference Evapotranspiration in different climate

نویسندگان [English]

  • khalil ghorbani 1
  • Tohid Aligholinia 2
  • Negar Rasouli Majd 3

1 Faculty Member

2 PhD Student of Irrigation and Drainage, Department of Water Engineering, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Iran

3 PhD Candidate in Water Resources Engineering, Department of Water Engineering, Urmia University, Iran

چکیده [English]

Accuracy Evaluation of Twenty Empirical Models in Estimating Coastal Regions Reference Evapotranspiration in different climate

Abstract
Background and Objectives: Evapotranspiration is a main component of the water cycle and is important in agricultural water management. There are a whole host of factors that affect evapotranspiration, which makes it difficult to estimate accurately. Accordingly, several methods have been proposed for its estimation. Measurement of evapotranspiration using weighing lysimeter is the most accurate method. But due to expensive build of Weighing lysimeter, simplified empirical methods for calculating potential evapotranspiration are widely used and its results were compared to reference evapotranspiration (FAO-Penman-Monteith) method.
Materials and Methods: In this study a cross comparison of FAO-Penman-Monteith method and 20 Empirical Equations for Calculating Potential Evapotranspiration in a period of 10 years from 2007 to 2016, in Rasht, Sari and Gorgan synoptic stations in coastal zone of Caspian Sea, was made. These stations were selected for climatic variation from humid climates to Mediterranean climates. The Root mean squared error (RMSE), Mean Absolute Error (MAE) and Percent error (PE) were used to measure accuracy of these methods.
Results: The results showed that daily evapotranspiration values obtained from Ravazzani method were very closer to FAO-Penman-Monteith method than those of the other models. So that results in terms of the measured errors involve RMSE, MAE and PE, which obtained 0.77, 0.54 (mm/day) and 21.6% for Rasht, 0.8, -0.39. (mm/day) and 9.4% for Sari and 0.99, -0.42 (mm/day) and 9.88% for Gorgan. Also, the results showed that the accuracy of Romanenko model was lower than other models. Overall, in all of the studied climates, the Ravazzani et al, Berti et al, Hargreaves- Sammani, Irmak et al and Valiantzas models had better performance than other models in estimating the reference evapotranspiration

Conclusion: The results of this study showed decrease in the accuracy of ET models compared to reference model of FAO-Penman-Monteith for moving from humid to Mediterranean climate. The mass transfer based models like Mahringer and Tabari showed relative undesirable efficiency in coastal zone. Therefore, it can be noticed that empirical equation can lead to variable efficiency in different climate.
Conclusion: The results of this study showed decrease in the accuracy of ET models compared to reference model of FAO-Penman-Monteith for moving from humid to Mediterranean climate. The mass transfer based models like Mahringer and Tabari showed relative undesirable efficiency in coastal zone. Therefore, it can be noticed that empirical equation can lead to variable efficiency in different climate.
Keywords: Coastal Regions, Empirical methods, FAO-Penman-Monteith, Reference Evapotranspiration,

کلیدواژه‌ها [English]

  • Coastal Regions
  • Empirical methods
  • FAO-Penman-Monteith
  • Reference Evapotranspiration