بررسی سه سناریوی مدیریت داده هواشناسی در برآورد تبخیر و تعرق مرجع روزانه مناطق خشک در شرایط کمبود یا نبود متغیرهای هواشناسی

تبخیر و تعرق از طریق لایسیمتر وزنی به طور دقیق و مستقیم قابل اندازه گیری است. اما به دلیل پر هزینه و زمانبر بودن اینروش در همه جا امکان استفاده از آن وجود ندارد. پژوهشگران در طول یک قرن اخیر در پی یافتن راه جایگزین بوده اند.سازمان فایو در سال 1998 مدل فراگیر پنمن-مانتیث- فایو (FPM) را برای تمام شرایط آب وهوایی به عنوان جایگزین لایسیمتر توصیه نمود؛ اما این مدل به پنج متغیر هواشناسی مهم و دقیق نیازمند است که در هر منطقه قابل اندازهگیری نیست. بر همیناساس پژوهشگران به تلاشهای خود برای یافتن مدلهایی که متغیرهای کمتری نیاز داشته باشد ادامه دادند و تا کنون بیش از30 مدل ارایه شده ولی هیچکدام برای تمام شرایط، کارایی لازم را ندارد. هدف این پژوهش بررسی سه مدل غیر هوشمند ومتعارف هارگریوز، پریستی-تیلور و مکینک (به صورت معمولی و واسنجی شده) و چهار مدل هوشمند ANFIS (بر اساس پارامترهای ورودی مدلهای تجربی و ترکیبی فایو) در قالب سه سناریوی الف: مکانی- زمانی ب: مکانی خارج مکانی- زمانی وج: خارج مکانی- زمانی در برآورد تبخیر و تعرق مرجع روزانه در شرایط خشک (براساس معیار شاخص خشک (I(A) بوده است. برای این منظور؛ ایستگاه سینوپتیک تبریز به عنوان ایستگاه اصلی و نوزده ایستگاه نزدیک درمحدوده 300 کیلومتر با دادهکامل و دارای آب وهوای مشابه و غیر مشابه با ایستگاه اصلی و چهار ایستگاه دور با آب وهوای مشابه مورد استفاده قرار گرفت.در نهایت صحت مدلها در برابر مدل فایو با معیارهای آماری از جمله NRMSE مورد مقایسه قرار گرفت و نتایج کلی نشان داد که بهترین مدلها براساس سناریوی الف: هیچ مدلی قابلیت جایگزینی مدل FPM را ندارد، البته اگر ایستگاهی دارای سرعت باد میانگین 1/9-1/2باشد مدل هارگریوز می تواند مفید واقع شود؛ در سناریوی ب: نتایج ایستگاه های نزدیک (خشک و نیمه خشک( و دور خشک )حتی دیگر کشورها) در قالب همه یا برخی مدلها با در نظر گرفتن سرعت میانگین باد مناسب هستند ودر شرایط کمبود داده قابل جایگزینی است. مدلها در ایستگاه های مرطوب مناسب نبودند و درسناریوی ج: برخی مدل ها درایستگاه های خشک نزدیک تا شعاع 150 کیلومتری مناسب بودند و در سایر ایستگاه های نیمه خشک و مرطوب نزدیک و دورمدل ها مناسب نبودند، فاصله ایستگاه در این سناریو نقش مهمی دارد. در صورت نبود ایستگاه فقط در محدوده نزدیک باسناریوی ج تبخیر تعرق مرجع قابل برآورد است. در نهایت ترتیب اولویت سناریوها در ارایه مدلهای قابل جایگزین با مدلفایو به صورت ب> ج> الف به دست آمد. بهترین مدل ANFIS با ورودی مدل پریستلی-تیلور یا مکینک در محدوده نزدیک مشابه برای سناریوی ب با NRMSE برابر 15 درصد و رتبه خوب و مدل هارگریوز واسنجی شده برای سناریوی ج برابر 19 درصد و رتبه خوب است.

کلیدواژه ها:

تبخیر و تعرق ، مدل پنمن- مانتیث- فایو ، مدل های تجربی ، مدل های تجربی واسنجی شده ، مدل های هوشمند