توسعه یک چارچوب ریز مقیاس ‌سازی به ‌منظور برآورد تبخیر-تعرق مرجع زیرروزانه: 2- برآورد تبخیر- تعرق زیرروزانه با استفاده از داده‌های هواشناسی روزانه ‌ریزمقیاس شده

آب و خاک

مقاله 14، دوره 29، شماره 6، بهمن 1394، صفحه 1721-1734   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jsw.v29i6.33601

نویسندگان

فرزین پرچمی عراقی^{* 1}؛ سیدمجید میرلطیفی¹؛ شجاع قربانی دشتکی²؛ مجید وظیفه‌دوست³؛ عدنان صادقی لاری⁴

¹دانشگاه تربیت مدرس

²دانشگاه شهرکرد

³دانشگاه گیلان

⁴دانشگاه هرمزگان

چکیده

در کاربردهای مختلفی چون مدل‌سازی پویای زراعی-هیدرولوژیکی، نیاز به برآوردهای زیرروزانه تبخیر-تعرق مرجع (ETo) می‌باشد. با این حال، در بسیاری از مناطق، عدم دسترسی به داده‌های هواشناسی زیرروزانه مانع از کمّی‌سازی ETo زیرروزانه گردیده است. در این مقاله، ET o زیرروزانه با استفاده از مدل‌های پنمن-مانتیث ASCE و فائو 56 (به ‌ترتیب، ASCE-PM و FAO56-PM) و اطلاعات هواشناسی زیرروزانه حاصل از چارچوب ریزمقیاس‌سازی توسعه یافته برآورد گردید. بدین منظور، از اطلاعات هواشناسی بلندمدت روزانه ایستگاه‌های سینوپتیک آبادان (59 ساله) و اهواز (50 ساله) استفاده شد. نتایج حاکی از یک انطباق بسیار بالا بین مقادیر روزانه و برآوردهای مجموع 24 ساعته ETo اشتقاق یافته از مدل‌های ASCE-PM (با ضریب کارآیی مدل (EF) بین 990/0 تا 994/0) و FAO56-PM (با EF بین 992/0 تا 995/0) در مقیاس‌های زمانی مختلف بود. برآوردهای مجموع 24 ساعته ETo زیرروزانه ‌اشتقاق یافته از هر دو مدل ASCE-PM و FAO56-PM، مقادیر ETo روزانه در مناطق آبادان و اهواز را به ‌ترتیب، کم‌برآورد (به ‌ترتیب، 08/0 و 58/0 درصد) و بیش‌برآورد (به ‌ترتیب، 63/1 و 98/0 درصد) نمودند. عملکرد هر دو مدل فوق در بازسازی مقادیر روزانه مولفه آیرودینامیک، در مقایسه با مقادیر روزانه مولفه تشعشع بهتر بود. به‌طور کلی، با افزایش مقیاس زمانی، میزان انطباق بین مقادیر مجموع 24 ساعته ETo با مقادیر روزانه فاقد روندی مشخص بود. نتایج نشان داد اتخاذ گام زمانی کوچکتر، لزوما به بهبود انطباق مقادیر مجموع 24 ساعته و روزانه ETo نمی‌انجامد.

کلیدواژه‌ها

پنمن-مانتیث؛ مقاومت پوشش گیاهی

مراجع

1- Allen R.G., Pereira L.S., Raes D., and Smith M. 1998. Crop evapotranspiration: Guidelines for computing crop water requirements. FAO irrigation and drainage paper 56, FAO, Rome, Italy, 301 pp.

2- Allen R.G., Pruitt W.O., Businger J.A., Fritschen L.J., Jensen M.E., and Quinn F.H. 1996. Evaporation and transpiration. In: Heggen R.J. (Ed.), ASCE Handbook of Hydrology. American Society of Civil Engineers, New York.

3- Allen R.G., Walter I.A., Elliott R.L., Howell T.A., Itenfisu D., Jensen M.E., and Snyder R.L. 2005. The ASCE standardized reference evapotranspiration equation. American Society of Civil Engineers, Reston, Virginia, 192 pp.

4- Bakhtiari B., Khalili A., Liaghat A.M., and Khanjani M.J. 2009. Comparison of Daily with Sum-of-Hourly Reference Evapotranspiration in Kerman Reference Weather Station. Journal of Water and Soil, 23(1): 45-56. (in Persian with English abstract).

5- Beven K.J. 1979. A sensitivity analysis of the Penman-Monteith actual evapotranspiration estimates. Journal of Hydrology, 44(3): 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. Department of Agriculture, Soil Conservation Service, Techical Paper No. 96.

7- Gauch H.G., Hwang J.T., and Fick G.W. 2003. Model evaluation by comparison of model-based predictions and measured values. Agronomy Journal, 95(6): 1442-1446.

8- Gong L., Xu C., Chen D., Halldin S., and Chen Y.D. 2006. Sensitivity of the Penman–Monteith reference evapotranspiration to key climatic variables in the Changjiang (Yangtze River) basin. Journal of Hydrology, 329(3): 620-629.

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

10- Harbeck J.G.E. 1962. A Practical Field Technique for Measuring Reservoir Evaporation Utilizing Mass-transfer Theory. US Geological Survey, Paper 272-E, pp. 101–105.

11- Lopez-Urrea R., Olalla F., Fabeiro C., and Moratalla A. 2006. An evaluation of two hourly reference evapotranspiration equations for semiarid conditions. Agricultural water management, 86(3): 277-282.

12- Parchami-Araghi F., Mirlatifi S.M., Ghorbani Dashtaki S., and Mahdian M.H. 2013. Point estimation of soil water infiltration process using Artificial Neural Networks for some calcareous soils. Journal of Hydrology, 481: 35-47.

13- Parchami-Araghi F., Mirlatifi S.M., Ghorbani Dashtaki S., Vazifehdoust M., and Sadeghi-Lari A. 2015. Development of a Disaggregation Framework toward the Estimation of Subdaily Reference Evapotranspiration: 1- Performance Comparison of Some Daily-to-subdaily Weather Data Disaggregation Models. Journal of Water and Soil, Accepted (in Persian with English abstract).

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

15- Priestley C.H.B., and Taylor R.J. 1972. On the assessment of surface heat flux and evaporation using large-scale parameters. Monthly weather review, 100(2): 81-92.

16- Shirmohammadi Z., Ansari H., and Alizadeh A. 2011. A Comparison of ASCE and FAO-56 Reference Evapotranspiration for a Hourly Time Step in Fariman Weather Station. Journal of Water and Soil, 25(3): 472-484. (in Persian with English abstract).

17- Steduto P., Todorovic M., Caliandro A., and Rubino P. 2003. Daily ETo estimates by the Penman-Monteith equation in southern Italy: Constant vs. variable canopy resistance. Theoretical and Applied Climatology, 74(3): 217-225.

18- Suleiman A.A., and Hoogenboom G. 2009. A comparison of ASCE and FAO-56 reference evapotranspiration for a 15-min time step in humid climate conditions. Journal of hydrology, 375(3): 326-333.

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

20- Todorovic M. 1999. Single-layer evapotranspiration model with variable canopy resistance. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 125(5): 235-245.

21- Ventura F., Spano D., Duce P., and Snyder R.L. 1999. An evaluation of common evapotranspiration equations. Irrigation Science, 18(4): 163-170.

22- Zeng W., and Heilman J.L. 1997. Sensitivity of evapotranspiration of cotton and sorghum in west Texas to changes in climate and CO2. Theoretical and Applied Climatology, 57(3-4): 245-254.