ارزیابی برآوردهای تبخیر-تعرق ,واقعی مدل جهانی (GLEAM) در شمال حوضه کرخه

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش اموخته کارشناسی ارشد دانشگاه تهران

2 دانشیار هواشناسی کشاورزی،دانشگاه تهران

3 دانش آموخته دکترا دانشگاه تهران

چکیده

برآورد منطقه‌ای تبخیرتعرق در مدیریت آبیاری، اصلاح الگوی کشت و پیش بینی عملکرد حائز اهمیت است.. مسئله بنیادی در این پژوهش امکان‌سنجی کاربرد داده‌های حاصل از مدل GLEAM جهت برآورد تبخیرتعرق ,واقعی در شمال حوضه کرخه می‌باشد. مدل جهانی تبخیرتعرق سطح خشکی آمستردام (GLEAM) اجزای مختلف تبخیرتعرق (شامل تعرق، برگاب، تبخیر از سطح خاک خشک، تصعید برف و تبخیر از سطح آزاد آب) را بر اساس مشاهدات ماهواره‌ای، تخمین می‌زند. در این پژوهش، خروجی مدل GLEAM با روش بیلان آب (با فرض آب بند بودن حوضه) ، در ایستگاه‌های‌ منتخب حوضه کرخه مقایسه شده و ضریب همبستگی آن‌ها بدست آمد. شاخص‌های آماری R2، RMSE، MAE و RD مابین مقادیر تبخیرتعرق اخذ شده از پایگاه داده هایGLEAM و روش بیلان برای ایستگاه‌های، آران‌غرب، پیرسلمان، نظرآباد، پل-چهر، پای‌پل، پل‌دختر، تنگ‌سازبن و پل کشکان تعیین شد. شاخص آماریR2 برای ایستگاه‌های مذکور، به ترتیب، 66/0، 62/0، 77/0، 84/0، 59/0، 39/0، 56/0 و 66/0 تعیین شد که بهترین همبستگی مربوط به پل‌چهر است. به‌همین ترتیب شاخص آماری ریشه مربعات مجذور خطا (RMSE)، به ترتیب 7/0، 62/0، 74/0، 25/0، 45/0، 97/0، 73/0 و 51/0 به دست آمد. متناظرا مقادیرشاخص آماری MAE نیز، 52/0، 43/0، 58/0، 18/0، 30/0، 71/0، 53/0 و36/0 محاسبه شد. همچنین شاخص انحراف نسبی (RD) مقادیر حاصل از روش بیلان آب و داده های مدل GLEAMبه‌ترتیب: 21-، 73/3-، 96/4-، 19/4-، 61/19-، 39/2-، 64/3- و 18/25- می‌باشد. در تمامی شاخص‌های آماری فوق، بهترین تطابق، مربوط به زیرحوضه پل‌چهر می‌باشد. یافته های این پژوهش مؤید آن است که خروجی‌های مدل GLEAM که عمدتاً مبتنی بر داده‌های ماهواره‌ای است، برای حوضه کرخه قابل استفاده بوده و می‌تواند در صورت فقدان یا کمبود داده های مشاهده‌ای جایگزین برآوردهای حاصل از روش‌های تجربی و مرسوم گردد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Evaluation of evapotranspiration estimations of GLEAM model in northern part of Karkhe basin.

نویسندگان [English]

  • amin abdi 1
  • NOZAR GHAHREMAN 2
  • mahdi ghamghami 3
1 MSc Graduate,, University of Tehran
2 Associate Professor,,University of Tehran
3 PhD Graduate, University of Tehran
چکیده [English]

Regional estimation of evapotranspiration (ET) is crucial in agricultural water management, cropping pattern and crop yield forecasting.The main purpose of this study is evaluation of actual evapotranspiration estimations of Global Land Evaporation Amsterdam (GLEAM) model of Karkhe basin, southwest of Iran. GLEAM outputs include different set of RS-based estimations, i.e. transpiration, interception, bare soil evaporation, open water evaporation and snow sublimation. In current research, the GLEAM estimation of actual evapotranspiration were compared by water balance approach (assuming a watertight basin) using coefficient of determination (R2). The corresponding values of R2 for the each study stations across the Karkhe basin namely Aran-e-Gharb,Pirsalman,Nazarabad,Polchehr,Paypol,Poldokhtar,Tangsazbon, Pole-e-kaskhan were 0.66, 0.62,0.77,0.84,0.59,0.49,0.56 and 0.66 Similarly, the RMSE values were 0.7, 0.62, 0.74, 0.25 0.45, 0.87, 0.73 and 0.51. The MAE of same comparisons were found to be 0.52, 0.43, 0.58, 0.18 0.3, 0.71, 0.53 and 0.36. Besides the relative deviation of GLEAM dataset estimations and those obtained from water balance method were calculated as -21,-3.73,-4.96,-4.19,-19.61,-2.39,-3.64,-25.18. The best agreement by all statistical indices was observed in Polchehr sub-basin. The results of this study indicated that RS-based estimations of GLEAM model can be used in Karkhe basin, especially in regions with lack of sufficient observed data.

کلیدواژه‌ها [English]

  • evapotranspiration
  • Water balance
  • Iran
  • Satellite Estimations
  • GLEAM
افشین، ی. (۱۳۷۳). رودهای ایران (جلد 1). وزارت نیرو - مهندسین مشاور جاماب.
رحیمی خوب، ع. و محمودی، ع. (۱۳9٠). برآورد تبخیر تعرق واقعی از سطح حوضه آبریز با استفاده از مدلهای شبکه عصبی و حداقل داده های هواشناسی- مطالعه موردی حوضه معرف امامه. تحقیقات منابع اب ایران، 6۱-۵۱.
رضازاده جودی، ع. و ستاری، ت. (1395). ارزیابی عملکرد روش‌های مختلف در بازسازی داده های بارش ماهانه. نشریه تحقیقاتکاربردی علوم جغرافیایی، 16(42)، 176-‎155.
سبزی­پرور، ع. ا.، سقائی، ص. و نوذری، ح. (۱۳۹۲). مقایسه تبخیر تعرق مرجع دو روش هارگریوز_سامانی و استاندارد فائو ۵۶ در مقیاس پهنه ای در حوضه کرخه بزرگ، نشریه هواشناسی کشاورزی، ۱(۲)، ۴۶.
علیزاده، ا. (1385). طراحی سیستم­های آبیاری، جلد اول، انتشارات آستان قدس رضوی، ص 460.
کاظمی، آ. (1396). تحلیل عدم قطعیت و انتخاب بهترین ترکیب مدل­های برآورد تبخیرتعرق براساس روش بیلان آب و میانگین­­گیری بیزی (مطالعه موردی: حوضه گرگان­رود-قره­سو). پایان­نامه کارشناسی­ارشد، گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران.
محمودی، ب. و سرلک، م. (۱۳۸۷). برآورد عوامل موثر بر عرضه و تقاضای آب و جایگاه ایران در منطقه، اولین کنفرانس بین المللی بحران آب، زابل، دانشگاه زابل، پژوهشکده تالاب بین المللی هامون.
مصباح زاده، ط.، سلیمانی ساردو، ف. (1397). بررسی روند زمانی خشکسالی هیدرولوژیک و هواشناسی در حوضه آبخیز کرخه. مجله علوم ومهندسی آبخیزداری ایران ۱۱۵-۱۰۵.
نوروز ولاشدی، ر. (1396) تغییرات مکانی ضریب تشت تبخیر حوضه آبریز کرخه در دو دوره اقلیمی درازمدت. دومین کنفرانس ملی هیدرولوژی ایران. دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری
Allen, R. G., Pereira, L. S., Raes, D., & Smith, M. (1998). Crop evapotranspiration-Guidelines for computing crop water requirements-FAO Irrigation and drainage paper 56. Fao, Rome, 300(9), D05109.
Bakhtiari, B., Ghahreman, N., Liaghat.A., Hoogenboom,G.(2011) Evaluation of reference evapotranspiration models for a semiarid environment using lysimeter measurements. Journal of Agricultural Science and Technology 13(2),223-237
Ghahreman, N. and Sameti, M (2014) Comparison of M5 model tree and artificial neural network for estimating potential evapotranspiration in semi-arid climates.DESERT,19(1),75-81
Karongo, S. K., & Sharma, T. C. (1997). An evaluation of actual evapotranspiration in tropical east africa. Hydrological Processes, 11(5), 501-510.
Martens, B., Miralles, D., Lievens, H., Fernández-Prieto, D., & Verhoest, N. E. (2016). Improving terrestrial evaporation estimates over continental Australia through assimilation of SMOS soil moisture. International journal of applied earth observation and geoinformation, 48, 146-162.
Miralles, D., De Jeu, R., Gash, J., Holmes, T & Dolman, A. (2011) Magnitude and variability of land evaporation and its components. Hydrology and Earth System Sciences, 967-981.
 
Miralles, D. G., Holmes, T. R. H., De Jeu, R. A. M., Gash, J. H. C., Meesters, A. G. C. A., & Dolman, A. J. (2011). Global land-surface evaporation estimated from satellite-based observations. Hydrology and Earth System Sciences,15, 453-469.
Yang, X., Yong, B., Ren, L., Zhang, Y., & Long, D. (2017). Multi-scale validation of GLEAM evapotranspiration products over China via ChinaFLUX ET measurements. International Journal Of Remote Sensing, 38(20), 5688-5709