واسنجی و ارزیابی مدل های مختلف تخمین تابش خورشیدی روزانه در مقیاس های زمانی فصلی و سالانه در منطقه شیراز

آب و خاک

مقاله 1، دوره 31، شماره 1 - شماره پیاپی 51، اردیبهشت 1396، صفحه 321-330   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jsw.v31i1.50566

نویسندگان

حمید رضا فولادمند^{* 1}؛ فرزانه کریمی²

¹دانشگاه آزاد اسلامی، مرودشت

²واحد شیراز، دانشگاه آزاد اسلامی، شیراز

چکیده

تابش خورشیدی رسیده به سطح زمین دارای کاربرد بسیار وسیعی در مسایل هیدرولوژی، کشاورزی و هواشناسی می‌باشد. تابش خورشیدی از پارامترهای مهم مدل های برآورد تبخیرتعرق پتانسیل گیاه مرجع مانند معادله پنمن- ماتیت می باشد، اما اندازه گیری آن در تعداد کمی از ایستگاه‌های هواشناسی ایران انجام می‌شود. با توجه به آن‌که اندازه گیری این پارامتر پرهزینه است، تاکنون مدل‌های متعددی جهت برآورد آن در اقلیم‌های مختلف پیشنهاد شده است. در این تحقیق از داده‌های اندازه‌گیری شده روزانه تابش خورشیدی در ایستگاه شیراز استفاده شد. از آمار سال‌های 1385 تا 1387 برای واسنجی و از آمار سال‌های 1388 تا 1389 برای ارزیابی چهارده مدل مختلف برآورد تابش خورشیدی در مقیاس‌های زمانی فصلی و سالانه استفاده شد. مدل‌های استفاده شده در این تحقیق شامل سه دسته وابسته به ساعات آفتابی، وابسته به دمای هوا و وابسته به ترکیب ساعات آفتابی و دمای هوا بودند. برای ارزیابی مدل‌های مختلف تخمین تابش خورشیدی از ترکیب فرمول‌های آماری و همبستگی خطی استفاده شد و مقدار میانیگن مربع انحراف (MSD) محاسبه گردید. متوسط مقدار MSD برای چهارده مدل انتخابی در فصل‌های بهار تا زمستان به ترتیب برابر 16/24، 42/20، 08/4 و 19/16 و در مقیاس سالانه برابر 40/15 شد. لذا نتایج نشان داد که در مجموع استفاده از تخمین تابش خورشیدی برای فصل پاییز و مقیاس زمانی سالانه مناسب‌تر است. از طرف دیگر متوسط مقدار MSD برای مدل‌های وابسته به ساعات آفتابی، وابسته به دمای هوا و وابسته به ترکیب ساعات آفتابی و دمای هوا در مقیاس سالانه به ترتیب برابر 82/14، 40/17 و 88/14 شدند. لذا نتایج نشان داد که مدل‌های وابسته به دمای هوا برای تخمین تابش خورشیدی در منطقه شیراز مناسب نیستند و استفاده از ساعات آفتابی برای تخمین تابش خورشیدی در این منطقه ضرورت دارد.

کلیدواژه‌ها

تابش خورشیدی؛ دمای هوا؛ ساعات آفتابی؛ شیراز

مراجع

1- Abdallah Y.A.G. 1994. New correlation of global solar radiation with meteorological parameters for Bahrain. Solar Energy, 16:111-120.

2- Aghashariatmadary Z., Khalili A., Irannejad P., and Liaghat A. 2011. Calibration and annual changes of the coefficients of the Angstrom-Prescott (A-P) equation (a and b) in different time scales. (Case study: Tehran north station (Aghdasieh)). Journal of Water and Soil, 25(4):905-911. (in Persian with English abstract)

3- Ahmadi M., Ashorlo D., and Narangifard M. 2015. Spatial analysis temperatures the sity of Shiraz in the warm seasons and cold using statistical analysis and satellite images. Geographical Research, 117:147-160. (in Persian with English abstract)

4- Akinoglu B.G., and Ecevit A. 1990. Construction of a quadratic model using modified Angstrom coefficients to estimate global solar radiation. Solar Energy, 45(2):85-92.

5- Alizadeh A., and khalili N. 2009. Estimation of Angstrom coefficient and developing a egression equation for solar radiation estimation (Case study: Mashhad). Journal of Water and Soil, 23(1):229-238. (in Persian with English abstract)

6- 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. No. 56, FAO, Rome.

7- Angstrom A. 1924. Solar and terrestrial radiation. Quartile Journal of Royal Meteorological Society, 50:121-125.

8- Bristow K.L., and Campbell G.S. 1984. On the relationship between incoming solar radiation and daily maximum and minimum temperature, Agricultural and Forest Meteorology, 31:159-166.

9- Chen R., Ersi K., Yang J., Lu S., and Zhao W. 2004. Validation of five global radiation models with measured daily data in china. Energy Conversion and Management, 45:1759-1769.

10- Elagib N.A., and Mansell M.G. 2000. New approaches for estimating global solar radiation across Sudan. Energy Conversion and Management, 41(5):419-434.

11- Fooladmand H.R., and Hadipour S. 2.13. Calibration and validation of different methods for estimation of daily solar radiation (Case study: Rasht). Geographical Research, 109:1-12. (in Persian with English abstract)

12- Fooladmand H.R., Torabi R., and Amindin E. 2009. Application of Statistics in Soil and Water. Marvdasht Islamic Azad University. First edition. 201pp. (in Persian)

13- Ghahraman N., and Bakhtiari B. 2009. Solar radiation estimation from rainfall and temperature data in arid and semi-arid climates of Irad. Desert (Biaban). 14(2):141-150.

14- Hargreaves G.L., Hargreaves G.H., and Riley P. 1985. Irrigation water requirement for the Senegal River Basin. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 111:265-275.

15- Hargreaves, G.H., and Samani Z.A. 1982. Estimating potential evapotranspiration. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 108 :225-230.

16- Kamali Gh. A., Moradi I., and Khalili A. 2006. Estimating solar radiation on tilted surfaces with various orientations: a study case in Karaj (Iran). Theoretical and applied Climatology, 84(4):235-241.

17- Khalili A., and Rezai sadr H. 1997. Solar radiation estimation across Iran using climatic data. Gographical Research, 46:15-35. (in Persian with English abstract)

18- Khaliliaqdam N., and Soltani A. 2012. Quality control and Methods for modeling daily global solar radiation (Case study: Gorgan, Iran). International Journal of Agriculture and Crop Sciences, 4(14):971-978.

19- Kobayashi, K., and Salam M.U. 2000. Comparing simulated and measured values using mean squared deviation and its components. Agronomy Journal, 92:345-352.

20- Majnooni-Heris A., and Bahadori H. 2014. Calibration of the modified Angstrom global solar radiation models for different seasons in South of Iran. International Journal of Biosciences, 4(3):53-60.

21- Majnooni-Heris A., Zand-Parsa Sh., Sepaskhah A.R., and Nazemosadat, M.J. 2008. Development and evaluation of meteorological data based solar radiation equations. Journal of Science and Technology of Agriculture and Natural Resources, 46B:491-499. (in Persian with English abstract)

22- Mousavi-Baygi M., Ashraf B., and Miyanabady A. 2010. The investigation of different models of estimating solar radiation to recommend the suitable model in a semi-arid climate. Journal of Water and Soil, 26(4):836-844. (in Persian with English abstract)

23- Noorian A.M., Moradi I., and Kamali Gh.A. 2008. Evaluation of 12 models to estimate hourly diffuse irradiation on inclined surfaces. Renewable Energy, 33(6):1406-1412.

24- Rahimi Khob A., Behbahani M., and Jamshidi M. 2010. Evaluation of two empirical methods and artificial neural network models used for estimation of solar radiation intercepted at the earth’s surface: A case study in southeast of Tehran. Water and Soil Science, 50:53-62. (in Persian with English abstract)

25- Rietveld M.R. 1978. A new method for estimating the regression coefficients in the formula relating solar radiation to sunshine. Agricultural Meteorology, 19:243-252.

26- Zand-Parsa Sh., Majnooni-Heris A., Sepaskhah A.R., and Nazemosadat M.J. 2011. Modification of Angstrom model for estimation of global solar radiation in an intermountain region of southern Iran. Energy and Environment, 22:911-924.