تحلیل حساسیت تبخیر و تعرق مرجع پنج الگوی رایج با روش مونت-کارلو مطالعه موردی ایستگاه همدید بجنورد

آب و خاک

مقاله 4، دوره 28، شماره 6، اسفند 1394، صفحه 1126-1136   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jsw.v0i0.27969

نویسندگان

مهدی مکاری^* ؛ بیژن قهرمان؛ سید حسین ثنایی نژاد

دانشگاه فردوسی مشهد

چکیده

هدف این پژوهش تحلیل حساسیت تبخیر و تعرق مرجع پنج الگوی پنمن- مانتیث فائو-56 (PMF56)، بلانی -کریدل اصلاح شده (MBC)، هارگریوز (H)، هارگریوز- سامانی (HS) و پریستلی- تیلور (PT) است. داده های هواشناسی مربوط به ایستگاه همدید شهرستان بجنورد شامل 13 سال (1387-1375) آمار روزانه دما، رطوبت نسبی، ساعات آفتابی واقعی و سرعت باد، برای حساسیت پنج الگو، استفاده شد. شبیه سازی مونت- کارلو برای تولید داده های تصادفی در یک دامنه مشخص انجام شد. ریشه مربع میانگین خطا (RMSE) سالانه و فصلی معیار اندازه گیری برای نشان دادن حساسیت ET0 به تغییرپذیری همزمان متغیرهای هواشناسی در هر الگوست. نتایج نشان داد که حساسیت به تغییر همزمان متغیرهای هواشناسی، در فصل تابستان نسبت به فصول دیگر بیشتر است. بیشترین حساسیت برای همه الگوها در فصل تابستان و بهار و کمترین مقدار آن در فصل پاییز و زمستان اتفاق افتاد. دو الگوی PMF56 و MBC بیشترین حساسیت سالانه و PT کمترین حساسیت سالانه را از خود نشان دادند. همه الگوها ضریب همبستگی نسبتاً بالایی با الگوی PMF56 داشتند. اما مقادیر RMSE و MAE برای هر الگو متفاوت بود. الگوی MBC کمترین RMSE و MAE و الگوی PT بیشترین مقدار RMSE و MAE را داشت. با توجه به یافته های این پژوهش می‌توان گفت که الگوی HS ، الگوی نسبتاً مناسبی برای برآورد ET0 در این ایستگاه همدید است.

کلیدواژه‌ها

تبخیر و تعرق مرجع؛ تحلیل حساسیت؛ ضریب حساسیت؛ شبیه سازی مونت-کارلو

مراجع

1- زارع ابیانه ح.، بیات ورکشی م.، سبزی پرور ع.، معروفی ص. و قاسمی ع. 1389. ارزیابی روش های مختلف برآورد تبخیر و تعرق گیاه مرجع و پهنه بندی آن در ایران. مجله پژوهش های جغرافیایی طبیعی. 74: 95-109.

2- سبزی پرور ع.، تفضلی ف.، زارع ابیانه ح.، بانژاد ح.، غفوری م.، موسوی بایگی م. و مریانجی ز. 1387. ارزیابی حساسیت الگو های مختلف تبخیر و تعرق مرجع (ETo) به سیگنال های تغییر اقلیم در اقلیم سرد نیمه خشک همدان. مجله علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی. 46: 581-592.

3- Ambas V.Th., and Baltas E. 2012.Sensitivity of analysis of different evapotranspiration methods using a new sensitivity coefficient. Global NEST, 14(3): 335-343.

4- Bakhtiari B., and Liaghat A.M. 2011. Seasonal sensitivity analysis for climatic variables of ASCE-Penman-Monteith model in a semi-arid climate. Agriculture Science Technology, 13: 1135-1145.

5- Beven K. 1979. A sensitivity analysis of the Penman–Monteith actual evapotranspiration estimates. Hydrology, 44: 169–190.

6- Blaney H.F., and Criddle W.D. 1950. Determining Water Requirements in Irrigated Area from Climatological Irrigation Data. US Department of Agriculture. Soil Conservation Service. Technical Paper, 96: 48-51.

7- Bois B., Pieri P., Leeuwen C., wold L., Huard F., Gaudillere J., and Saur E. 2007. Using remotely sensed solar radiation data for reference evapotranspiration estimation at a daily time step. Agricultural and Forest Meteorology, 148(4): 619-630.

8- Coleman G., and DeCoursey D.G. 1976. Sensitivity and model variance analysis applied to some evaporation and evapotranspiration models. Water Resources Research, 12 (5): 873–879.

9- Dyck S. 1983. Overview on the present status of the concepts of water balance models. New Approaches in Water Balance Computations. Proceedings of the Hamburg Workshop, IAHS Publication, 148: 3–19.

10- Estevez J., Gavil P., and Berengena J. 2009. Sensitivity analysis of a Penman–Monteith type equation to estimate reference evapotranspiration in southern Spain. Hydrology, Process. 23: 3342-3353.

11- Gong L., Yu C., Chen D., Halldin S., and Chen Y. 2006. Sensitivity of the Penman-Monteith reference evapotranspiration to key climatic variables in the Changjiang(Yangtze River) basin. Hydrology, 329: 620-629.

12- Goyal R.K. 2004. Sensitivity of evapotranspiration to global warming: a case study of arid zone of Rajasthan (India). Agricultural Water Management, 69: 1–11.

13- Guitjens J.C. 1982. Models of Alfalfa Yield and Evapotranspiration. Irrigation and Drainage Division., Proceedings of the American Society of Civil Engineers, 108(IR3): 212–222.

14- Harbeck Jr. G.E. 1962. A Practical Field Technique for Measuring Reservoir Evaporation Utilizing Mass-transfer Theory. US Geological Survey, 101–105.

15- Hobbins M.T., Ramirez J.A., and Brown T.C. 2001. The complementary relationship in estimation of regional evapotranspiration: an enhanced advection-aridity model. Water Resources Research, 37 (5): 1389–1403.

16- Hou L.G., Zou S.B., Xiao H.L., and Yang Y.G. 2013. Sensitivity of the reference evapotranspiration to key climatic variables during the growing season in the Ejina oasis northwest China. SpringerPlus, 2: 1-6.

17- Hupet F., and Vanclooster M. 2001. Effect of the sampling frequency of meteorological variables on the estimation of the reference evapotranspiration. Hydrology, 243:192–204.

18- Irmak S., Payero J., Martin D.L., Irmak A., and Howell T.A. 2006. Sensitivity analysis and sensitivity coefficients of standardized daily ASCE-Penman-Monteith equation. American Society of Civil Engineers, 132(6): 564-578.

19- Ley T.W., Hill R.W., and Jensen D.T. 1994. Errors in Penman–Wright alfalfa reference evapotranspiration estimates: I. Model sensitivity analysis. Transaction of the American Society of Agricultural Engineers, 37 (6): 1853–1861.

20- Liquiao L., Lijunan L., Li Z., Jiuyi L., and Bin L. 2008. Sensitivity of Penman-Monteith Reference Crop Evapotranspiration in Tao’er River Basin of Northeastern China. China of Geology Society, 18(4): 340-347.

21- Liu H., Zhang R., and Li Y. 2014. Sensitivity analysis of reference evapotranspiration (ETo) to climate change in Beijing, China. Desalination and water Treatment, 52: 2799-2804.

22- McCuen R.H. 1973. The role of sensitivity analysis in hydrologic modeling. Hydrology, 18: 37–53.

23- McKenney M.S., and Rosenberg N.J. 1993. Sensitivity of some potential evapotranspiration estimation methods to climate change. Agricultural and Forest Meteorology, 64: 81–110.

24- Penman H.L. 1948. Natural evaporation from open water, bare soil and grass. Proceedings of the Royal Society of London, 193: 120–145.

25- Piper B. 1989. Sensitivity of Penman estimates of evaporation to errors input data. Agriculture and Water Management, 15: 279–300.

26- Priestley C.H.B., and Taylor R.J. 1972. On the assessment of the surface heat flux and evaporation using large-scale parameters. Monthly Weather Review, 100: 81–92.

27- Qiu G., Yanob T., and Momiic K. 1998. An improved methodology to measure evaporation from bare soil based on comparison of surface temperature with a dry soil surface. Hydrology, 210: 93–105.

28- Rana G., and Katerji N. 1998. A measurement based sensitivity analysis of the Penman–Monteith actual evapotranspiration model for crops of different height and in contrasting water status. Theoretical and Applied Climatology, 60: 141–149.

29- Saxton K.E. 1975. Sensitivity analysis of the combination evapotranspiration equation. Agriculture and Meteorology, 15: 343–353.

30- Singh V.P., and Xu C.Y. 1997. Sensitivity of mass transfer-based evaporation equations to errors in daily and monthly input data. Hydrological Processes, 11: 1465–1473.

31- Thornthwaite C.W. 1948. An approach toward a rational classification of climate. Geographical Review, 38: 55–94.

32- Xu C.Y., and Singh V.P. 2005. Evaluation of three complementary relationship evapotranspiration models by water balance approach to estimate actual regional evapotranspiration in different climatic regions. Hydrology, 308: 105–121.

33- Xu Z.X., and Li J.Y. 2003. A distributed approach for estimating basin evapotranspiration: comparison of the combination equation and the complementary relationship approaches. Hydrological Process, 17: 1509–1523.