اثرات روشهای محاسبه کمبود فشار بخار و تابش خالص...

1

تبخیر و براوردبر خورشیديتابش خالصثرات روشهاي محاسبه کمبود فشار بخار و اشیرازدر ایستگاه سینوپتیک ASCE-PMمعادله با استفاده از تعرق

2، محمد سجاد اردیبهشت1مسعود سمیعی

کارشناس ارشد آبخیزداري، اداره کل منابع طبیعی و آبخیزداري استان فارس- 109173382810شماره تماس: [email protected]الکترونیکی پست

کارشناس ارشد مرتعداري، اداره کل منابع طبیعی و آبخیزداري استان فارس[email protected]الکترونیکی پست

خالصه

با استفاده ازي برآوردخیر و تعرق ببر دقت مقادیر ت)Rnخورشیدي(تابش خالصاثرات بعضی از روشهاي محاسبه کمبود فشار بخار وRnروش محاسبه 21فشار بخار و روش محاسبه کمبود12جموع م. آزمون شدشیرازدر ایستگاه سینوپتیک ASCE-PMمعادله

براي روشهاي کمبود فشار بخار و ازدرصد23/0تا - 34/19ي ازبرآورداشتباه در مقادیر تبخیر و تعرق درصدمتوسط آزمون گردید. کمبود فشار بخار ،و درصد اشتباهRMSE، ضریب کارائی،تبیین. بر پایه ضریب می باشدRnبراي روشهاي درصد92/8تا - 92/12

برآورد، )ea(درجه حرارت حداکثر و حداقل و فشار بخار واقعیدر esبا متوسط شدهآوردبر، )esمحاسبه شده از فشار بخار اشباع (گرسیون رشده با استفاده برآوردRnارائه می دهد. در براورد تبخیرو تعرق تري را نتایج دقیق،با درجه حرارت نقطه شبنمهشد

Rs/Rso،گرسیون خطی ریشه مربعات همچنین رea تبخیر و تعرق نسبت به روشهاي بر مبناي دقیق تر”اي نسبتاهبرآوردمنجر بهeaرگرسیونیاRs/Rsoبخار و به تنهایی می گردد. این نتایج نشان داد که بعضی روشهاي کمبود فشارRn اثر معنی داري بر دقت

می گردد.ASCE-PMي با استفاده از معادله برآوردتبخیر و تعرق

شیرازایستگاه سینوپتیک ، کمبود فشار بخار، تابش خالص خورشیدي، ASCE-PMتعرق، روش تبخیر و:هاي کلیديواژه

2

مقدمه

پذیرفته تبخیر و تعرق برآورداستانداردبعنوان معادله آبیاريکمیته هیدرولوژي وتوسط ASCE-PMمعادله تبخیر و تعرق به روش برآوردمهم است و بر دقت ASCE-PM) در معادله es-eaشار بخار(و کمبود ف)Rnخورشیدي(تابش خالص. هر دو جزءشد

ترکیبی صورت گرفته عادالتي با مبرآوردبر تبخیر و تعرق Rnتبخیر و تعرق اثر می گذارد. مطالعات کمی بر اثرات کمبود فشار بخار و یافت. )1990و همکاران(١مروري بر روش هاي براورد فشار بخار را می توان در جنسناست.

فعل و انفعال سرعت روزانه باد و فشار بخار بر یکی از مهمترین متغیرهاي اثر گذار بر تبخیر و تبخیر وتعرق، فشار بخار هوا می باشد.روش کمبود فشار بخار را در جنوب آیداهو 1974 (5(Jensen). 1995، ٢کارائی معادالت ترکیبی تبخیر اثر می گذارد(هاول و داسک

% تاثیر می گذارد. 3تا -% 26ساعته بر کمبود فشار بخار 24زمون قرار داد و نشان داد که متوسط مقادیر کمبود فشاربخار مورد آHowell and Dusek)1995( مرتفع جنوبی در بخار را براي شرایط عمومی براي دشتهايفشاربعضی از روشهاي محاسبه کمبود

. آنها ارزیابی کردنددقیقه و متوسط روزانه15ي محاسبات مختلف کمبود فشار بخار را براي دوره هاي . آنها روشهامقایسه کردآمریکااز دقیقه اي و محاسباتی 15از مقادیر حاصل بخار محاسباتی بصورت مقادیر متوسط روزانه بین کمبود فشارتبیین دریافتند که ضرایب

% می باشد.4/36تا 4/4از )Sx/sy(برآوردو اشتباه استاندارد 99/0تا 71/0منهدر داهواشناسیمقادیر متوسط روزانه اطالعات

1 - Jensen2 - Howell and Dusek

3

ج آنالیز حساسیت اثر عمده اي بر تعیین تغییر در تبخیر و تعرق پتانسیل با توجه به تغییر یکی از متغیرهاي مستقل را دارد. نتایقت مورد نیاز هنگامی که اندازه گیري متغیر هاي اقلیمی شناسایی حساسیت یک مدل تبخیر و تعرق پتانسیل همچنین براي تعیین د

).(Irmak etal.2006براي براورد تبخیر و تعرق مورد استفاده قرار می گیرد، ضروري است) بـراي اشـتباهات در ٤،1982) آنالیز حساسیت را براي مدل تبخیر و تعـرق مرجـع یونجـه پـنمن رایـت (رایـت 1994(و همکاران٣لی

ایالت واشینگتن انجـام دادنـد. ) برايPerturbationالعات اقلیمی با استفاده از روش شبیه سازي انحرافی یک فاکتوره (پارامترها و اط٥مدل پنمن رایت بیشترین حساسیت را به اشتباهات در درجه حرارت حداکثر و حداقل داشت و حساسیت کمتري به تابش خورشـیدي

. ، درجه حرارت نقطه شبنم و سرعت باد داشتتوسعه یافته است. این مدلها در پیچیدگی ساختار کالیبراسیون آنها و در استفاده آنها از پارامترهاي Rnروشهاي بیشماري براي براورد

( €) و Rnl) و (Rsoاقلیمی و ضرایب متفاوتند. تفاوت عمده میان آنها شامل روشهاي مورد استفاده براي محاسبه آسمان صاف( emissivityفر) و فشار بخار هواست(اتمسIrmak et al.،2010.(

Saxton)1975 نشان داد که مقادیر تبخیر و تعرق برآوردي بیشترین حساسیت را به (Rn در معادله ترکیبی مشخص شده توسطVAN BAVEL)1966 در واحد تغییر در 50-90) دارد. نتایج نشان داد که مقادیر تبخیر و تعرق برآوردي %Rn در 20- 30و یا %

واحد تغییر در کمبود فشار بخار، تغییر می یابد. Irmak et al.)2010 مدل براورد 20) کاراییRN روش براورد 19را در دو اقلیم بررسی کردند. مقایسه اي بینRN با براوردهاي

ASCE-EWRI RN روش با 20صورت گرفت. کاراییRNارزیابی 2006و2005اي اندازه گیري شده در دو فصل رشد در سالهاندازه گیري شده داشت.RNیکی از بهترین تطابقها را با ASCE-EWRI RNبراوردي از RNشد.

( درجه حرارت حداکثر، سرعت باد متغیر اقلیمی سهبه را روش فائو پنمن مانتیث حساسیت تبخیر و تعرق ) 1391سمیعی و کرمی (. در این تحقیق ضریب حساسیت نسبی بدون بعد براي پیشگوئی کردندمطالعه شهر مشکین سینوپتیکایستگاه در و تابش خورشیدي)

سرعت باد کمترین تاثیر را و حساسترین متغیرتابش خورشیدياین مطالعه نشان داد که .حساسیت تبخیر و تعرق بکار گرفته شددارد.

درجه حرارت و رطوبت مورد استفاده قرار داد و تاثیر آن بر ) سه مدل برآورد فشار بخار با استفاده از اطالعات 1391سمیعی(برآورد تبخیر در ایستگاه سینوپتیک آباده را ارزیابی کرد. اطالعات فشار بخار حاصل از درجه حرارت نقطه شبنم بعنوان فشار بخار واقعی

ي برآورد تبخیر از سطح آزاد آب توسط مدل دالتون مدل برا3به عنوان مبنا مورد استفاده قرار گرفت. برآوردهاي فشار بخار حاصل از

3-Ley4-Wright5-Solar radiation

4

بهترین 1مورد استفاده قرار گرفت. اشتباهات در اطالعات فشار بخار بر برآورد هاي تبخیر اثر معنی داري نمی گذارد. .بطور کلی مدل مدل برآورد فشار بخار و کمترین اشتباهات در برآورد تبخیر را دارد.

یا به پارامترهاي مربوط به آن نظیر Rnیر و تعرق برآوردي را به تغییرات در کمبود فشار بخار و سایر مطالعات حساسیت تبخاشتباهات در کمبود فشاراز یافته هاي باال پیداست کهرطوبت نسبی، سرعت باد، درجه حرارت هوا و ساعات خورشیدي نشان می دهد.

ي توسط شکلهاي متعدي از معادالت ترکیبی برآوردنی داري بر مقادیر تبخیر و تعرق می تواند اثر مع، یا اطالعات مربوطهRnو بخارو اثرات را مورد استفاده قرار دادیمRnبعضی از روشهاي مرسوم براي محاسبه کمبود فشار بخار و در این تحقیق ما . داشته باشدنمنپ

ورد ارزیابی قرار دادیم.مASCE-PMو تعرق با روش روشهاي مختلف را بر دقت مقادیر تبخیر

مواد و روشها

استاندارد شدهASCE-PMمعادله

Allenاستاندارد شده (ASCE-PMمعادله .Walter et alو2000 براي تبخیر و تعرق مرجع روزانه براي سطح علف ) 2000متر به صورت زیر بیان می شود:12/0آبیاري شده با ارتفاع

)1()34.01(

)(273

900)(408.0

2

2

0 u

eeuT

GR

ETasn

)2 (2

)(

)3.237(

))3.237(

27.17exp(2503

0

T

T

T

ckpa

)3(Pckpa

3

)(10*665.00

)4(26.5)( ]

293

0065.0293[3.101

zP kpa

5

)es-eaروشهاي محاسبه کمبود فشار بخار (

بدست می آید.)ea) و فشار بخار واقعی است (esکمبود فشار بخار از اختالف بین فشار بخار اشباع (

یا با متوسط فشار بخار اشباع در درجه esروزانه ) محاسبه می گردد. متوسط 5فشار بخار اشباع در درجه حرارت مدنظر توسط معادله (.Jensen et al(برآورد می شود ) 7) یا با متوسط درجه حرارت (معادله 6و درجه حرارت حداقل (معادله حرارت حداکثر 1990;

Burman and Pochop 1994; Allen et al. 1998;Allen 2000 .(

)5معادله( )3.273/(*27.17exp*6108.0 TTes

)6معادله( 2/)()( minmax TeTee sss

0)() 7معادله(means Tee

رطوبت نسبی، درجه حرارت نقطه شبنم، () توسط روشهاي مختلفی با یک یا تعداد بیشتري از پارامترهاي دیگرea(فشار بخار واقعی .Jensen et alمحاسبه می شود ()درجه حرارت 1990; Burman and Pochop 1994; Allen et al. 1998 .(

:)8- 13معادالت روشهاي مختلفی براي محاسبه فشار بخار واقعی وجود دارد (

)8معادله( 2/100/*)(100/*)( minmaxmaxmin RHTeRHTee ssa

)(*/100) 9معادله( maxmin RHTee sa

)(*/100)10معادله( minmax RHTee sa

)11معادله( 2/)()(*100/ minmax TeTeRHe ssmeana

6

) 12معادله( )3.273/(*27.17exp*6108.0 dewdewa TTe

) 13معادله( )3.273/(*27.17exp*6108.0 minmin TTea

) ارائه شده است براورد گردد:Howell and Dusek)1995توسط درجه حرارت نقطه شبنم می تواندتوسط معادله زیر که

)14معادله(1

1.23727.17

)100

ln(

11.237

i

i

i

dew

T

TRH

T

Rnروشهاي محاسبه

تابش موج بلند خروجی خالص) (Rnl(تابش موج کوتاه ورودي خالص) و Rns) از اختالف بین Rnتابش خالص در سطح مرجع() ارائه شده است به صورت زیر می باشد:Allen et al.)1998که توسط Rnlو Rn،Rnsمحاسبه می گردد. معادالت براي محاسبه

SRRns)15معادله( )1(

[)16معادله(2

[ min,4

max,4

KK

bulknl

TTR

nlnsn)17معادله( RRR

. )18- 20معادالت (هر دو داردیا ea،Rsoآنها نیاز به ،یشنهاد شده استپ)€net emittance)bulkبرآوردبراي روشهاي حساسیت) 19. معادله (را مورد استفاده قرار می دهدeaی ریشه مربعات خطگرسیون ریک فرمول تجربی است که )Brunt,1932()18معادله (

)Jensen 1974; Jensen et al.1990; Burman et al. ی ریشه مربعاتخطگرسیون رهمچنین ،)Rs/Rso(گرسیون) ر1983

7

ea20. معادله (را مورد استفاده قرار می دهد) (Idso and Jackson,1969 گرسیونر) یک روش پیشنهادي است کهRs/Rso و. مورد استفاده قرار می دهدمتوسط درجه حرارت را

)()18معادله( abulk eba

))(()19معادله( 11 bR

Raeba

so

sabulk

))(77.7exp[261.002.0*10)273(([)20معادله( 2411 K

so

sbulk Tb

R

Ra

34/0a= ،14/0=b ،35/1a1= ،35/0=1bمرجع علفی فرض برابرپوشش براي €bulkبرآوردگرسیون براي ردیر ضرایبامق

)Allen et al. 1998; Allen 2000.(Wright)1982 ( سیستمی را براي محاسبهbulk€زیر معرفی به صورتغیرهاي تعیین شده متگرسیون متغیر و ربا استفاده از ضرایب

کرد:

]))20730(0154.0[exp(1.026.0 2 Nma139.0وb 7.0، برایso

s

R

R ،126.11 a و

07.01 b7.0و برايso

s

R

R ،017.11 a06.01و b،mنظر و شماره ماه موردNبرابر با شماره روز ماه

نیاز €bulkکه براي محاسبهRsoبرآوردروشهاي مختلفی براي . دارد8- 13از روشهاي eaنیاز بهي برآورد€bulkمحاسبهبراي خورشیدي که در روز آسمان صاف ) از تابش f(که بخشبراي شرایطی ) Allen et al.,1989()21. معادله (است، وجود دارد

Allen) (22و معادله (توصیه شده باشد موجود به سطح زمین می رسد et al.,1989 (هنگامیfتوصیه کردند. نباشد موجود:استRsoشامل اثرات آلودگی اتمسفر و بخار آب بر) Allen et al.,1989()24) و (23معادالت (

aso)21معادله( RfR )(

RazRso)22معادله( )10*275.0( 5

8

)23معادله(

sin0018.0

expt

aso K

PRR

aDBso)24معادله( RKKR )(

39.1(42.0[)25معادله(365

2(3.85.0sin[sin 2

24

J

([)26معادله(sin

(091.0sin

00146.0exp[98.0 25.0

W

K

PK

tB

1.214.0) 27معادله( PeW a

15.033.035.0) 28معادله( BBD forKKK

15.082.018.0) 29معادله( BBD forKKK

Heermann et al.)1985(برآوردز معادالت تجربی را براي او مجموعه دRso47تا 25ائیعرض جغرافیمناسب براي دامنهمعادالت مجموعه. اولین که خوب استدرصد- +5ر اشتباه . معادالت پیشنهاد شده براي بهار و پاییز با حداکثتوسعه داددرجه شمالی

است:) شامل تابع کسینوسی31معادله (تعیین شده در ینو دومنمائیعبارت ) شامل استفاده از 30معادله (

exp)(2)30معادله(B

CJARso

[) 31معادله(365

2cos[ /C

JbaRso

ZA) 32معادله( 001113.25.31

LB) 33معادله( 008.3270

9

ZLA) 34معادله( 0007813.2734.054.31

ZLB) 35معادله( 0004102.02678.02986.0

Raبرآوردبراي کهRso برآورد می شود:از ثابت خورشیدينیاز است 18-20در معادالت

])sin()cos()cos()sin()sin[()36معادله(1440

ssrscdGRa

()37معادله(3652

cos(033.01J

dr

]tan()tan(arccos[()38معادله( S

39.1()39معادله(365

2sin(4093.0 J

مورد مطالعهمنطقه-2-2

دقیقه 32درجه و 29دقیقه و عرض جغرافیائی 36درجه و 52ایستگاه سینوپتیک شیراز از توابع شهرستان شیراز در طول جغرافیائی میلی متر 350برابر با 1361-1384متر از سطح دریا واقع شده است. متوسط بارندگی ساالنه آن در طول دوره آماري1484با ارتفاع درجه سانتی گراد می باشد.4/18. متوسط درجه حرارت ماهانه آن می باشد

نتایج-3

). مقادیر تبخیر و تعرق روزانه بـا اسـتفاده از 1ارزیابی گردید(جدولRnروش محاسبه 21روش کمبود فشار بخار و 12در این مطالعه براورد استاندارد برآوردي با روشهاي بستگی با تبخیر و تعرق براي تعیین همبرآورد گردید و بخار و کمبود فشارRnروشهاي محاسباتی

کـه ترکیبـی از RN1بـا اسـتفاده از روش Rn، براي ارزیابی روشهاي محاسبه کمبود فشار بخار. گردیدآنالیز)VPD1وRN1(پارامتردر Rnبـراي محاسـبه ”عمومـا ن روشـی اسـت کـه زیرا آانتخاب گردید RN1روش ، محاسبه گردید.) است22)و(19(، )8معادالت (

10

و)Allen et al. ،1998(56فـائو پـنمن مانتیـث و روش ) RefEt)Allen et al.،2000در نرم افـزار پنمن مانتیث محاسبات ASCE-PM.مورد استفاده قرار می گیرد .

لویـت دارد.، کـه در ایـن مـورد از آن اوکمبـود فشـار بخـار براي محاسبه VPD1روش ،هنگامی اطالعات رطوبت نسبی موجود باشددر درجه حـرارت حـداکثر و حـداقل در esبا متوسط گیري es(1با روش کمبود فشار بخار ).Allen et al. ،1998(استفاده گردید

ر و تعرق در ) برآوردهاي دقیقتري از تبخی8متوسط حداکثر و حداقل رطوبت نسبی در معادله (ازea) برآورد گردید، همچنین 6معادله (شیب و عرض از مبداء و ضـریب درصد اشتباه،و ضریب کارائی،RMSEآماره هاي .مقایسه با سایر روشهاي کمبود فشار بخار می دهد

مورد استفاده قرار گرفت.در براورد تبخیرو تعرقتبیین براي مقایسه روشهامختلف با روشهاي ي برآوردو با پارامترهاي استانداردبراورديرقتبخیر و تعتبیین بیننتایج آنالیز آماري را با ضریب )2(جدول

و 008/1تا 765/0یافته از شیبهاي بهترین خط برازش. نشان می دهد) 1و مقایسات گرافیکی در شکل (بخارمبود فشارکمحاسبه درصد23/0تا -34/19و درصد اشتباه از 9998/0تا 9836/0از تبیین مقادیر ضریب میلیمتر و 178/0تا -169/0عرض از مبدا از

،مورد استفاده قرار می گیردVPD1و RN1هنگامی می باشد.

و کمبود فشار بخارRnساختار روشهاي مورد استفاده براي محاسبه -1جدول

روشهاي محاسبه کمبود فشار بخارروشهاي محاسبه تابش خالص خورشیديضرایب رگرسیون

easoRbulk€روش)ea-es(روش

6VPD1-8معادالت19RN1معادله 22معادله 8معادله ثابت

7VPD2-9معادالت18RN2معادله 8معادله ثابت



6VPD5-12معادالت19RN5معادله30معادله 8معادله ثابت


7VPD7-8معادالت20RN7معادله 22معادله -ثابت


11




7VPD12-13معادالت19RN12معادله 22معادله 8معادله متغیر

19RN13معادله 23معادله 8معادله متغیر



19RN16معادله 31معادله 8معادله تغیرم

20RN17معادله 22معادله -متغیر



20RN20معادله 30معادله-متغیر


. در هاي تبخیر و تعرق را می دهدبرآورددقیق ترین VPD5و VPD2 ،VPD3، و ضریب کارائیRMSEو تبییناساس ضریب برکمترین دقت را دارد.VPD12و VPD6صورتیکه

12

مختلف روشهاي با و تبخیر و تعرق ) RN1با روش استاندارد(بین تبخیر و تعرق تبییننتایج آنالیز آماري همراه با ضریب ،بطور مشابه-69/0از ءمیلیمتر و عرض از مبدا89/1تا 89/0یافته از شیبهاي بهترین خط برازش شده است. مشخص)3(در جدول Rnمحاسبه

هنگامی است. درصد92/8تا -92/12اشتباه ازدرصدو مقادیر999/0تا 80/0از ضریب تبیینمیلیمتر می باشد. مقادیر 43/0تا RN1 وVPD1 معیارهاي آماريه بر پایمورد استفاده قرار می گیرد، بر اساس ،RN5 ،RN4 وRN12 دقیق ترین برآوردهاي تبخیر و

گرسیون ري با استفاده از برآوردRnنتایج نشان داد کهکمترین دقت را دارد.RN11و RN20تعرق را می دهد. در صورتیکه )RS/RSO(گرسیون خطی از ریشه مربعات همچنین رea) بخیر و تعرق نسبت به روشهاي بر هاي دقیق تر تبرآورد) 19در معادله

در مقایسه با گرسیون متغییر ربا استفاده از ضرایب Rnمحاسبه با ،می دهد))20) و (18معادله ((تنهاییبه RSOیا eaمبناير و تبخیبرآوردمنجر به ،را مورد استفاده قرار می دهدASCE-PMروشهایی که ضرایب رگرسیون ثابت توصیه شده براي معادالت

مورد ،اثر می گذاردي برآورددقت تبخیر و تعرق برکه RnمحاسبهبرايRSOبراوردروشها براي ین. امی گرددتعرق با دقت کمترروشهاي کمبود فشاراکثر. براي نتایج خوبی می دهد)30و ()22()و24. بعضی فرمولهاي تجربی ساده در معادالت (استفاده قرار گرفت

).2و1(شکل استنزدیک به صفرو عرض از مبداها 1نزدیک بهیافته خط برازشبهترین شیب،Rnبخار و

نتایج مقایسات آماري بین برآوردهاي تبخیر و تعرق براوردي با پارامترهاي استاندارد و برآوردي با روشهاي مختلف محاسبه کمبود -2جدولفشار بخار

VPD2 VPD3 VPD4 VPD5 VPD6 VPD7 VPD8 VPD9 VPD10 VPD11 VPD12

RMSE 0.06 0.06 0.21 0.03 0.80 0.41 0.45 0.37 0.60 0.40 1.19

r2 1.00 1.00 1.00 1.00 0.99 1.00 1.00 1.00 0.99 1.00 0.98

Ef 1.00 1.00 0.99 1.00 0.86 0.97 0.96 0.97 0.93 0.97 0.69

per.eror -0.24 0.23 -5.28 0.10 -11.40 -7.94 -8.18 -7.71 -13.21 -7.84 -19.34

13

نتایج مقایسات آماري بین برآوردهاي تبخیر و تعرق براوردي با پارامترهاي استاندارد و برآوردي با روشهاي مختلف -3جدول)Rnمحاسبه تابش خالص خورشیدي(

Rn2 Rn3 Rn4 Rn5 Rn6 Rn7 Rn8 Rn9 Rn10 Rn11 Rn12 Rn13 Rn14 Rn15 Rn16 Rn17 Rn18 Rn19 Rn20 Rn21

RMSE 0.108 0.102 0.089 0.042 0.610 0.100 0.126 0.133 0.100 0.616 0.082 0.118 0.463 0.788 0.274 0.086 0.121 0.120 1.344 0.614

r20.998 0.999 1.000 1.000 0.941 0.998 0.999 0.999 0.998 0.938 0.999 0.999 0.999 0.928 0.992 0.999 0.999 0.999 0.801 0.939

Ef 0.998 0.998 0.999 1.000 0.925 0.998 0.997 0.997 0.998 0.925 0.999 0.998 0.969 0.918 0.986 0.999 0.998 0.998 0.785 0.925

per.eror -0.30 0.61 1.32 0.09 0.77 0.25 0.50 1.46 0.24 0.92 0.33 0.67 8.92 1.38 4.80 0.15 0.49 1.36 -12.9 0.81

14

قایسه تبخیرو تعرق برآوردي با پارامترهاي استاندارد و برآوردي با روشهاي مختلف محاسبه کمبود فشار بخارم-1شکل

16

مقایسه تبخیرو تعرق برآوردي با پارامترهاي استاندارد و برآوردي با روشهاي مختلف محاسبه تابش خالص -2شکل )Rnخورشیدي(

17

Rnمقایسه تبخیرو تعرق برآوردي با پارامترهاي استاندارد و برآوردي با روشهاي مختلف محاسبه تابش خالص خورشیدي(- 2ادامه شکل

(

Rnمقایسه تبخیرو تعرق برآوردي با پارامترهاي استاندارد و برآوردي با روشهاي مختلف محاسبه تابش خالص خورشیدي(- 2ادامه شکل

18

بحث و نتیجه گیري-4

تبخیر وتعرق براوردي ) وVPD1وRN1با پارامترهاي استاندارد(ASCE-PMاي تبخیر و تعرق روزانه با استفاده از معادله هبرآوردRnي بعضی از روشها،منطقه مورد مطالعه. نتایج نشان داد که در مقایسه شدبخار و کمبود فشارRnروشهاي محاسبه با سایر

Rnروش محاسبه 21بخار و روش کمبود فشار12تبخیر و تعرق دارد. مجموع برآوردقت معنی داري بر دو کمبود فشاربخار اثر

بخار و براي روشهاي کمبود فشاردرصد23/0تا -34/19ي از برآوردآزمون گردید. درصد متوسط اشتباه در مقادیر تبخیر و تعرق ،ضریب کارائی و درصد متوسط اشتباهو تبییندیر ضریب تغییر می کند. بر پایه مقاRnبراي روشهاي درصد 92/8تا - 92/12از

بخار واقعی حداکثر و حداقل و فشاردر درجه حرارتهايesبا متوسط گیري هگردیدبرآورد،esبخار محاسباتی ازکمبود فشار)ea(،بخار. روش کمبود فشارمی دهددقیقتريشده با استفاده از درجه حرارت نقطه شبنم نتایج برآورد) و 6که معادالت (گرسیون رهمچنین)RS/RSO(ي با استفاده ازبرآوردRn. بهترین اند،مورد استفاده قرار می دهدرا )6)و(12) ، (9) و(7،()8(

RSOیا eaهايبرآورددقیقتري از تبخیر و تعرق نسبت به روشهاي "هاي نسبتابرآوردمنجر بهeaخطی بر پایه ریشه مربعات

. اثر می گذارديبرآوردبر دقت تبخیر و تعرق Rnبراي محاسبهRSOبرآوردروشهاي مورد استفاده براي ی باشد.به تنهایی م، Rnروشهاي کمبود فشار بخار و اکثرنتایج خوبی می دهد. براي )30و ()22()و24بعضی فرمولهاي تجربی ساده در معادالت (

.استنزدیک به صفرعرض از مبداها و 1نزدیک بهشیب بهترین خط برازش یافته

تعاریف:

ET0 ،شیب منحنی فشار بخار به کیلوپاسکال درجه سانتی گراد، ∆: تبخیرو تعرق پتانسیل به میلیمتر در روز :Rnبه مگاژول بر متر مربع بر روز، : تابش خالص در سطح مرجعG :-esمتري باالي سطح زمین به متر بر ثانیه، 2: سرعت باد در ارتفاع u2: ثابت سایکرومتري به کیلوپاسکال درجه سانتی گراد، شارژ گرماي خاك به مگاژول بر متر مربع بر روز،

eaفشار بخار واقعی(، : کمبود فشار بخار به کیلوپاسکالea)و فشار بخار اشباع(es(،Tmax درجه حرارت حداکثر و :Tminدرجه حرارت حداقل :،

T ،متوسط درجه حرارتRHmaxوRHmin ،(درصد )به ترتیب مقادیر حداکثر و حداقل رطوبت نسبیP ،فشار اتمسفرz ،(متر)ارتفاع از سطح دریا :Rns ،(تابش موج کوتاه ورودي خالص)Rnl تابش موج)

19

ساعات آفتاب n: تابش فرازمینی در باالي اتمسفر، Rs،(Raرشیدي یا تابش طول موج کوتاه ورودي به سطح زمین(ضریب بازتابش آلبیدو، تابش خوبلند خروجی خالص)، خورشیدي برابر با ثابتj ،(Gscز سال(زاویه میل خورشید براي هر روδ: عرض جغرافیائی محل(رادیان) و : زاویه ساعتی خورشید، sحداکثر ساعات آفتابی، Nواقعی، درجه Tmin,kو Mj/K4 m2 day ،(Tmax,k) (9035/4. 10-9: ثابت استفان بولتزمن(1σفاصله نسبی زمین خورشید،drمگاژول بر مترمربع دقیقه می باشد، 0820/0

: شماره J1عرض جغرافیائی به درجه و :Lکیلو پاسکال)،.3/101(در سطح دریا : فشار اتمسفر P0صاف، تابش خورشیدي در آسمانRsoحرارت حداکثر و حداقل به کلوین و)/MJ: ثابت استفان بولتزمن(1σ)، 1....12ماه( k4 m2day9-10*903/4(.

منابع-5

ن حساسیت تبخیر و تعرق روش فائو پنمن مانتیث به متغیرهاي کلیدي در ایسـتگاه مشـکی ". )1391(،م. سمیعی، م، و کرمی- ١.، اولین همایش ملی حفاظت و برنامه ریزي محیط زیست، همدان"شهر

سومین همایش . ارزیابی روشهاي محاسبه فشار بخار و تاثیر آن بر براورد تبخیر در ایستگاه سینوپتیک آباده، )1391(سمیعی، م،- ٢دانشجویی مرتع، آبخیز و بیابان، دانشگاه تهران، کرج. -ملی

3- Allen, R. G., Jensen, M. E., Wright, J. L., and Burman, R. D. (1989). “Operational estimates of referenceevapotranspiration.” Agron. J., 81(4), 650–662.

4- Allen, R. G., Pereira, L. S., Raes, D., and Smith, M. (1998). “Crop vapotranspiration:Guidelines for computing cropwater requirements.” FAO Irrigation and Drainage Paper No. 56, Food and Agricultural Organization of theUnited Nations (FAO), Rome.

5- Allen, R. G. et al. (2000). “Issues, requirements and challenges in selecting and specifying a standardized ETequation.” Proc., 4th National Irrigation Symposium, ASAE, St. Joseph, Mich., 201–208.

6- ASCE Standardization of Reference Evapotranspiration Task Committee. (2001). “The ASCE standardizedreference evapotranspiration equation.” Environmental and Water Resources Institute (EWRI) of the ASCE,Reston, Va.

7- Burman, R. D., Cuenca, R. H., and Weiss, A. (1983). “Techniques for estimating evapotranspiration.” Advances inirrigation, D. Hillel, ed., Vol. 2, Academic Press, New York.

8- Burman, R. D., and Pochop, L. O. (1994). “Evaporation, evapotranspiration and climatic data.” Developments inatmospheric science, Vol. 22, Elsevier Science, Amsterdam, The Netherlands.

9- Heermann, D. F., Harrington, G. J., and Stahl, K. M. (1985). “Empirical estimation of daily clear sky solarradiation.” J. Clim. Appl. Meteorol., 24(3), 206–214.

10- Howell, T. A., and Dusek, D. A. (1995). “Comparison of vapor-pressure deficit calculation methods—southern highplains.” J. Irrig. Drain. Eng., 121(2), 191–198.

11- Idso, S. B., and Jackson, R. D. (1969). “Thermal radiation from the atmosphere.” J. Geophys. Res., 74, 5397–5403.12- Irmak S., D. Mutiibwa, J. O. Payero, 2010. NET RADIATION DYNAMICS: PERFORMANCE OF 20 DAILY

NET RADIATION MODELS AS RELATED TO MODEL STRUCTURE AND INTRICACY IN TWOCLIMATES, American Society of Agricultural and Biological Engineers, Vol. 53(4): 1059-1076.

13- Jensen, M. E. (1974). “Consumptive use of water and irrigation water requirements.” Rep. Tech. Com. on Irrig.Water Requirements, Irrigation and Drainage Division, ASCE, New York.

20

14- Jensen, M. E., Burman, R. D., and Allen, R. G.,(1990). “Evapotranspiration and irrigation water requirements.”ASCE manuals and reports on engineering practice No. 70, ASCE, New York.

15- Irmak, S., Payero, J. O., Martin, D. L., Irmak, A., and Howell, T. A. 2006. “Sensitivity analyses and sensitivitycoefficients of the standardized ASCE-Penman-Monteith equation to climate variables.” J.Irrig. Drain. Eng.,132_6_, 564–578.

16- Irmak S., D. Mutiibwa, J. O. Payero, 2010. NET RADIATION DYNAMICS: PERFORMANCE OF 20 DAILYNET RADIATION MODELS AS RELATED TO MODEL STRUCTURE AND INTRICACY IN TWOCLIMATES, American Society of Agricultural and Biological Engineers, Vol. 53(4): 1059-1076.

17- Ley, T. W., Hill, R. W., and Jensen, D. T. (1994). “Errors in Penman-Wright alfalfa reference evapotranspirationestimates: I. Model sensitivity analyses.” Trans. ASAE, 37(6), 1853–1861.

18- Gong L., Chong-yu Xu, Deliang Chen, Sven Halldin, Yongqin David Chen, 2006. Sensitivity of the Penman–Monteith reference evapotranspiration to key climatic variables in the Changjiang (Yangtze River) basin,Journal of Hydrology: 329, 620– 629.

19- Saxton, K.E., 1975. Sensitivity analysis of the combination evapotranspiration equation. Agricultural andMeteorology 15, 343–353.

20- Van Bavel, C. H. M. (1966). “Potential evapotranspiration: The combination concept and its experimentalverification.” Water Resour. Res., 2(3), 445–467.

21- Walter, I. A. et al. (2000). “ASCE’s standardized reference evapotranspiration equation.” Proc., WatershedManagement and Operations Management 2000, ASAE, St. Joseph, Mich., 209–215.

22- Wright, J. L. (1982). “New evapotranspiration crop coefficients.” J. Irrig. Drain. Eng., 108(1), 57–74.

اثرات روشهای محاسبه کمبود فشار بخار و تابش خالص...

Documents

Transcript of اثرات روشهای محاسبه کمبود فشار بخار و تابش خالص...