بررسی اثر فرارفت گرما و تابع باد در برآورد تبخیرتعرق مرجع در کرمان

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار، بخش مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران

2 گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، دانشکده کشاورزی، دانشکدگان کشاورزی و منابع طبیعی کرج، دانشگاه تهران، کرج، ایران

3 استاد، گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، دانشکده کشاورزی، دانشکدگان کشاورزی و منابع طبیعی کرج، دانشگاه تهران، کرج، ایران

چکیده

در اقلیم‌های خشک و نیمه‌خشک ایران، بارندگی سالانه اندک، فصل بارنگی متمرکز بر ماه‌های سرد سال و فصل گرم و خشک متمرکز بر تابستان است. تحت این شرایط، محصولات کشاورزی اغلب در معرض تنش آبی قرار می گیرند و برآورد تلفات آبی ناشی از تبخیرتعرق نیازمند دقت بیشتری است. در اینگونه مناطق، پدیده محلی فرارفت گرما در تخمین تبخیرتعرق مرجع (ETo) در اکثر روش‌های تجربی و ترکیبی، منبع اصلی خطا محسوب می‌گردد و لازم است متناسب با شرایط محلی، اصلاحات لازم در پارامترهایی نظیر تابع باد که در برآورد ETo موثر هستند، اعمال گردد. در این مطالعه، دو سال داده تاریخی در مقیاس زمانی ساعتی دیدبانی شده در ایستگاه هواشناسی- لایسیمتری مستقر در مزرعه تحقیقاتی دانشگاه شهید باهنر کرمان مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت و تأثیر فرارفت گرما بر روی مقادیر ETo بررسی و نهایتا توابع باد به تفکیک شب و روز، برای اقلیم نیمه خشک کرمان پیشنهاد گردید. نتایج نشان داد که با افزایش شاخص فرارفت، بیش‌برآوردی تا حدود 50% در مقدار ETo مشاهده می‌شود. تابع باد پیشنهادی برای منطقه کرمان در روز شکل نمایی و در شب صورت توانی دارد. این توابع به طور متوسط برای این دو مقیاس زمانی به ترتیب 26 و 8 درصد به دقت برآورد ETo افزوده‌اند.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Investigating the Effect of Advection and Wind Function in Estimating Reference Evapotranspiration in Kerman

نویسندگان [English]

  • Bahram Bakhtiari 1
  • Ali Khalili 2
  • Abdolmajid Liaghat 3
1 Associate Prof. Department of Water Engineering,, Faculty of Agriculture, Shahid Bahonar University of kerman, Kerman, Iran
2 Professor, Department of Irrigation and Reclamation Engineering, Faculty of Agriculture, College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran
3 Professor, Department of Irrigation and Reclamation Engineering, Faculty of Agriculture, College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran
چکیده [English]

The arid and semi-arid climates of Iran are characterized by a hot and dry season in summer and a mild annual temperature and precipitation in winter. Under these conditions, agricultural crops are often submitted to water stress, and the estimation of water losses requires more accuracy due to evapotranspiration. In such regions, the local advection is considered the main source of error in the estimation of reference evapotranspiration (ETo) by most empirical and combined methods. Therefore, according to the local conditions, the necessary corrections for some parameters, such as the wind function, should be made. In this study, two years of historical observed data were used on an hourly time scale. These data were obtained and analyzed from the meteorological-lysimeter station located on the research farm of the Shahid Bahonar University of Kerman. The effect of advection on ETo values was investigated and finally, the wind functions were suggested for the semi-arid climate of Kerman for nighttime and daytime, separately. The results showed that the model tends to overestimate ETo by about 50% with the increase of the advection index. The proposed wind function for Kerman region has an exponential form during the daytime and a power form at nighttime. On average, these functions have added 26 and 8 percent to the accuracy of ETo estimation for these two-time scales, respectively.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Advection
  • Evapotranspiration
  • Penman equation
  • Sensible heat
  • Wind function

مراجع

بختیاری، ب. 1388. برآورد تبخیرتعرق مرجع چمن در مقیاس های زمانی کوتاه و به تفکیک شب و روز (مطالعه موردی در اقلیم کرمان). رساله دکتری در رشته هواشناسی کشاورزی، دانشکده مهندسی آب و خاک، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی کرج، دانشگاه تهران.
بختیاری، ب.، خلیلی، ع.، لیاقت، ع. م. و خانجانی، م . ج. 1388. مقایسه تبخیرتعرق روزانه با مجموع ساعتی در ایستگاه هواشناسی مرجع کرمان. مجله آب و خاک، 23(1): 56-45.
بختیاری، ب.، لیاقت، ع. م. و خلیلی، ع. 1389. تأثیر بازه زمانی اندازه‌گیری متغیرهای هواشناسی در برآورد نیاز آبی گیاه مرجع. آبیاری و زهکشی ایران. 4(1): 89-83.
خلیلی، ع.، بذرافشان، ج.، چراغعلی­زاده، م. 1401. بررسی تطبیقی نقشه‌های اقلیمی ایران در طبقه‌بندی دمارتن گسترش داده شده و کاربست روش برای پهنه‌بندی اقلیم جهان. هواشناسی کشاورزی، 10(1): 16-3.
محمدیان ا.، علیزاده، ا. و جوانمرد، س. 1384. محاسبه میزان فرابرآورد تبخیرتعرق مرجع با استفاده از داده‌های ایستگاه‌های هواشناسی غیر مرجع در ایران. مجله تحقیقات مهندسی کشاورزی، 6 (23): 84-67.
Allen, R. G., Raes, L. S. and Smith, M. 1998. Crop Evapotranspiration Guidelines for Computing Crop Water Requirements. FAO Irrigation and Drainage, Paper No. 56, FAO, Rome, Italy, 301 p.
Al-Nakshabandi, G. A., and Kijne, J. W. 1974. Potential evapotranspiration in central Iraq using the Penman method with modified wind function. Journal of Hydrology. 23(3-4):319-328.
Bakhtiari, B., Kamyab Moghadas, R., Khanjani, M. J. and Taraz, H. 2006. Kerman weighing electronic lysimeter error analysis. International conference on Sustainable Irrigation Management, Technologies and Policies. WIT Transactions on Ecology and the Environment. 96:137-147, Bologna, Italy.
Berengena, J. and Gavilan, P. 2005. Reference evapotranspiration estimation in a highly advective semiarid environment. Journal of Irrigation and Drainage Engineering. 131(2): 147-163.
de Bruin, H. A. R. and Trigi, I. F. 2019. A New Method to Estimate Reference Crop Evapotranspiration from Geostationary Satellite Imagery: Practical Considerations. Water. 11(2):382.
Eching, S. O. and Snyder, R. L. 2003. Statistical Control Charts for Quality Control of Weather Data for Reference Evapotranspiration Estimation. CIMIS, Department of Water Resources Office of Water Use Efficiency.
Hupet, F. and Vanclooster, M. 2001. Effect of the sampling frequency of meteorological variables on the estimation of the reference evapotranspiration. Journal of Hydrology. 243(3-4):192-204.
Liu, B., Han, H., Liu, X., Li, C., Chen, X., Wu, H., Luo, Y. and Cui, Y. 2022. Quantifying the effects of advection on single crop coefficients over a humid paddy field for sustainable irrigation. Journal of Hydrology. 614, part B, 128552.
Losavio, N., Mastrorilli, N. and Rana, G. 1992. Review of the convective term in the Penman formula. Proceedings of the Second ESA Congress, Norwick University. 184–185
Malek, E. 1994. Calibration of the Penman wind function using the Bowen ratio energy balance method. Journal of Hydrology. 163:289-298.
McGuffie, K., and Henderson-Sellers, A. 2003. A Climate Modelling Primer. Third Edition, John Wiley & Sons, INC, USA.
Mcjannet, D. L., Webster, I. T. and Cook, F. J., 2012. An area-dependent wind function for estimating open water evaporation using land-based meteorological data. Environmental Modeling & software. 31: 76-83.
Montgomery, D. C. 2000. Introduction to Statistical Quality Control. Fourth Edition. John Wiley and Sons Inc., New York.
Monteith, J. L. 1986. Howard Latimer Penman, 10 April 1909-13 October 1984. Biographical memoirs of fellows of the royal society. pp. 378-404.
Perez, A., Lagos, O., Lillo-Saavedra, M., Souto, C., Paredes, J. and Arumí, J. L. 2020. Mountain Lake Evaporation: A Comparative Study between Hourly Estimations Models and In Situ Measurements. Water. 12(9): 2648. 
Rahimi, J., Ebrahimpour, M. and Khalili, A. 2013. Spatial changes of extended De Martonne climatic zones affected by climate change in Iran. Theoretical and applied climatology. 112(3): 409-418.
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.
Rana, G. and Katerji, N. 2000. Measurement and estimation of actual evapotranspiration in the field under Mediterranean climate: a review. European Journal of Agronomy 13 (2-3): 125-153.
Rosenberg, N. J., Blad, B. L. and Verma, S. B. 1983. Microclimate: the biological Environment John Wiley and Sons Inc., New York. 495 p.
Sabeti, H. 1969. Bioclimatic studies of Iran. University of Tehran Press, Tehran, 1231, 266 pp (In Farsi).
Seyyed Azizy, A. 1999. Estimation of Reference Crop Potential Evapotranspiration and ISO-ETo Maps for Iran. M. Sc. Thesis, Shiraz university. Shiraz, Iran.
Temesgen, B., Eching, S., Davidoff, B. and Frame, K. 2005. Comparison of some reference evapotranspiration equations for California. Journal of Irrigation and Drainage Engineering. 131(1): 73-84.
Varga-Haszonits, Z., Szalka, E. and Szakal, T. 2022. Determination of reference evapotranspiration using Penman-Monteith method in case of missing wind speed data under subhumid climatic condition in Hungary. Atmospheric and Climatic Sciences. 12(2):235-245.
Verma, S. B., Rosenberg, N. J., Blad, B. L. and Barabas, M. U. 1976. Resistance energy balance method for predicting evapotranspiration determination of boundary layer resistance and evaluation of error effects. Agronomy Journal. 68: 776-782.
Yang, Y., Su, H., Zhang, R., Wu, J. and Qi, J. 2013. A new evapotranspiration model accounting for advection and its validation during SMEX02. Advances in Meteorology. 389563, 1-13
نشریه آبیاری و زهکشی ایران
دوره 17، شماره 4 - شماره پیاپی 100
مهر و آبان 1402
صفحه 759-769

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار