Homepage: http://ijswr.ut.ac.ir
Estimating effective rainfall using remote sensing and SEBAL energy balance algorithm and comparing it with experimental methods (case study: dry wheat
cultivation plain of Khomein city).
Soheila Mohtashami1, Zahra Aghashariatmadari2
1. Department of Irrigation and Reclamation Engineering, College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran, E-mail: [email protected]
2. Corresponding Author, Department of Irrigation and Reclamation Engineering, College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran, E-mail: [email protected]
Article Info ABSTRACT
Article type: Research Article
Article history:
Received: Oct. 17, 2022 Revised: Nov. 14, 2022 Accepted: Nov. 28, 2022 Published online: Dec. 22, 2022
Keywords:
Effective rainfall, Evapotranspiration, Landsat 8, SEBAL.
Considering the importance of water in the agricultural sector, it is necessary to know the usable or effective amount. Therefore, in this research, using remote sensing and implementing the Surface Energy Balance Algorithm (SEBAL) on 28 images from Landsat 8 for the crop years 2014 to 2022 in During the growth period of dry wheat in fields of Khomein city, the rate of evapotranspiration and effective rainfall were estimated. The accuracy of SEBAL has been evaluated with Penman-Monteith and pan evaporation methods, and then the results obtained with experimental methods of effective rainfall estimation have been compared and their relative error (RE) has been estimated. The results showed that the USDA method with a RE of 12.2% had the lowest error and the FAO with a RE of 60% had the highest error compared to the SEBAL.
Cite this article: Mohtashami, S. & Aghashariatmadari, Z., (2022) Estimating effective rainfall using remote sensing and SEBAL energy balance algorithm and comparing it with experimental methods (case study: dry wheat cultivation plain of Khomein city), Iranian Journal of Soil and Water Research, 53 (10), 2429-2444.
https://doi.org/10.22059/ijswr.2022.349839.669377
© The Author(s). Publisher: University of Tehran Press.
DOI: https://doi.org/10.22059/ijswr.2022.349839.669377
Introduction
In order to make the best possible use of rainfall for the agricultural sector in rainfed lands, estimating the effective rainfall (ER) is vital. the ER is all spent on evapotranspiration and by accurately estimating the amount of evapotranspiration, the amount of ER can be achieved. Therefore, in this research, the amount of ER was estimated by estimating evapotranspiration using SEBAL in rainfed areas.
Materials and Methods
The study area of this research is the dry wheat cultivation plain located in Khomein city. the SEBAL was implemented on the available images from 2014 to 2022 crop years and evapotranspiration was estimated during the growth period in the desired crop years. Two methods of Penman and pan evaporation were used to verify the validity of SEBAL. In addition, a comparison was made between ER and experimental methods of estimating ER such as FAO, USDA, experimental and percentage, and the error of each experimental method was estimated.
Results and Discussion
Validation tests showed that the Penman method, with a lower RMSE, had a closer estimate compared to the pan evaporation method compared to the SEBAL. Among all the ER estimation methods, the SEBAL is The base method was chosen for comparison with other methods. Because, experimental methods have been developed based on the information collected for specific areas and also do not consider the distribution of ER in the spatial extent. The studies showed that the USDA with the RE of 12.20% has the lowest and the FAO with the RE of 60.07% has the highest error compared to the SEBAL.
Conclusion
The results of the comparisons showed that the experimental methods of estimating the ER are not universal and the generalization of these relationships in the field of agriculture to all regions are not error-free. be Therefore, these methods should be calibrated by taking into account factors affecting the amount of ER.
Homepage: http://ijswr.ut.ac.ir
دروآرب شراب رثؤم اب گراکب ی ر ی شجنس و رود زا
روگلا ی مت ژرنا نزاوت ی
لابس و اقم ی هس اب نآ شور اه ی
برجت ی هعلاطم(
دروم ی : تشد تشک مدنگ د ی م ناتسرهش مخ
ی ن )
یمشتحم لایهس ،1
یرادمتعیرشاقآ ارهز
2
1 .ناریا ،جرک ،نارهت هاگشناد ،یعیبط عبانم و یزرواشک ناگدکشناد ،ینادابآ و یرایبآ یسدنهم هورگ . لیمیا
2 .ناریا ،جرک ،نارهت هاگشناد ،یعیبط عبانم و یزرواشک ناگدکشناد ، ،ینادابآ و یرایبآ یسدنهم هورگ ،لوئسم هدنسیون . لیمیا
هلاقم تاعلاطا هدیکچ
:هلاقم عون یشهوژپ ةلاقم
رات ی خ رد ی تفا : 25 / 7 / 1401
رات ی خ یرگنزاب : 23 / 8 / 1401
رات ی خ ذپ ی شر 7 : / 9 / 1401
رات ی خ راشتنا : 1 / 10 / 1401
هژاو :یدیلک یاه
روگلا ی مت ب ی نلا ژرنا ی
،
،رثؤم شراب خبت ی ر ،قرعت
تسدنل .8 تیریدم
رثؤم و دمآراک عبانم بآ رد قطانم مک رادروخرب بآ ی
، دنمزاین تخانش قد ی ق نایرج اه ی یکیژولوردیه تسا
.
یهاگآ زا نازیم قیقد لک نایرج یازجا زا یکی ناونع هب ناراب یاه
یکیژولوردیه و
مه نینچ نازیم لباق فتسا هدا ای
رثؤم نآ هب روظنم همانرب یزیر یاه قیقد رت رد شخب یرورض یزرواشک .تسا
رد اتسار ی ا ی ن دی
،هاگد رد ا ی ن پ
،شهوژ
ناراب رثؤم رد ضارا ی تحت تشک مدنگ دی م ناتسرهش مخ ی ن اب گراکب ی ر ی شجنس زا رود و ارجا ی روگلا ی مت لابس
دروآرب هدش تسا .
هداد اه ی سانشاوه ی دروم ن ی زا زا هس ا ی هاگتس زا دزن ی ک رت ی ن ا ی هاگتس اه ی س ی تپون ی ک هب هقطنم دروم لاطم هع لماش
ای هاگتس اه ی س ی تپون ی ک مخ ی
،ن تلاحم و اپلگ ی ناگ رد ی تفا هدش و هب شور اربIDW
ی هقطنم دروم رظن نورد ی با ی
دندش . شراب دروآرب روظنم هب رثؤم
، خبت ی ر قرعت لوصحم مدنگ دی م اب ارجا ی روگلا ی مت لابس رب ور ی 28 وصت ی ر دوجوم
زا تسدنل 8 رد یارب مید مدنگ دشر هرود لوط لاس
اه ی عارز ی 1394 - 1393 ات 1401 - 1400 رد هقطنم تاعلاطم ی
دروم رظن هبساحم م ی دوش . تقد لابس اب شور اه ی نمنپ تنام ی ث و تشت خبت ی ر زرا ی با ی هدش و سپس اتن ی ج هب تسد
هدمآ اب شور اه ی برجت ی دروآرب ناراب رثؤم (
،USDA
، FAO
دصرد ی و برجت ی ) اقم ی هس و اطخ ی بسن ی نآ اه دروآرب
هدش تسا .
اتن ی ج اقم ی س تا ناشن داد هک شور ابUSDA
م ی گنا ی ن اطخ ی بسن ی 2 / 12
% رتمک ی ن اطخ و شور ابFAO
م ی گنا ی ن
اطخ ی بسن ی 60
% بی رتش ی ن اطخ ار تبسن هب شور لابس دنتشاد . هتفای شهوژپ یاه شور هک داد ناشن
اه ی ت برج ی
دروآرب شراب رثؤم ناهج لومش من ی دنشاب . اربانب ی
،ن اب ی تس ی ا ی ن شور اه اب رد رظن نتفرگ لماوع ی یطیحم ثات ی راذگر
شراب رادقم رب رثؤم
و عون تلاوصحم لاک
ی هرب
.دنوش
دانتسا : ( ،ارهز ؛یرادمتعیرش اقآ ،لایهس ؛یمشتحم 1401
) دروآرب شراب رثؤم اب گراکب ی ر ی شجنس و رود زا روگلا ی مت ژرنا نزاوت ی لابس و اقم ی هس اب نآ شور اه ی برجت ی
هعلاطم(
دروم ی : تشد تشک مدنگ دی م ناتسرهش مخ
ی ن ناریا کاخ و بآ تاقیقحت هلجم ).
، 53 ( 10
،) 2444 - 2429 .
https://doi.org/10.22059/ijswr.2022.349839.669377
.نارهت هاگشناد تاراشتنا هسسؤم :رشان .ناگدنسیون©
https://doi.org/10.22059/ijswr.2022.349839.669377 DOI:
قم همد یتایح شراب هب شراب دمایپ .تسا هتسباو نآ هب نیمز هرک رد تایح داعبا یمامت ابیرقت هک ،تسا یمیلقا رصنع نیرت
سم روط میقتسمریغ ای میقت
هب و یزرواشک رد ،یزیزع( تسا هجوت لباق مید یزرواشک هژیو
1379 .) قیقد نازیم زا یهاگآ ،یزرواشک شخب رد بآ تیمها هب هجوتاب
مه و ناراب لک ای هدافتسا لباق نازیم نینچ
رثؤم هب نآ همانرب روظنم یزیر
قیقد یاه هژورپ یحارط و یزرواشک شخب رد رت
یرایبآ یاه ،
هناماس دربراک و یحارط ( تسا یرورض یشکهز یاه
Adnan et al., 2008
شراب دروآرب .) ؤم
رث میمصت رد یریگ
نامز یاه یرایبآ یدنب
هناماس یحارط یارب همانرب یارب امنهار لماع کی و تسا مهم هدافتسا دروم دیدج یرایبآ یاه
شور یزیر ( تسا لوصحم دیلوت یاه
Joel
et al., 1992
یگدنراب قیقد دروآرب .) رثؤم
همانرب یارب اهنت هن ب هکلب ،مید تلاوصحم دیلوت تیریدم و یزیر
یژتارتسا یار یاه
تیریدم
،ناراکمه و یمیحر( تسا زاین دروم زین عرازم رد کسیر 1392
هب مید یضارا یزرواشک فراصم یارب بآ نیمات ،یفرط زا .) هب لماک روط
یم ورف نیمز حطس رب هک ،یشراب هطساو یم لصاح ،تسا سرتسد لباق هایگ یارب و دزیر
،ناراکمه و یصیبخ بسن یمشاه( ددرگ 1392
)
.
هب ،نیاربانب ناراب دروآرب ،مید یضارا رد یزرواشک شخب یارب یگدنراب زا رتهب هچ ره هدافتسا روظنم
رثؤم شور .تسا یتایح یرما ه
یا
ناراب دروآرب یارب یددعتم رثؤم
شور :زا دنترابع هک ،دراد دوجو یریگ هزادنا
شور ،رتمیسیلا هاگتسد زا هدافتسا اب میقتسم و یبرجت یاه
شور ،یدیعس( کاخ رد بآ نلایب لدم 1397
هب .) هنیزه لیلد هزادنا دایز یاه
شور زا لاومعم ،رتمیسیلا نوچ یتاودا یرادهگن و یریگ یاه
شراب دروآرب یارب بآ نلایب و یبرجت رثؤم
یم هدافتسا ،یقلاخ( دوش
1394 شور .) ناراب دروآرب یارب یفلتخم یبرجت یاه رثؤم
،دراد دوجو
نآ زا هک هلمج یم شور هب ناوت یاه
،USDA
،یریصن و درجم( دومن هراشا یدصرد و یبرجت لومرف ،FAO
1385 .)
تاعلاطم
Rahman et al
( ) 2008
یبسانم تقد ورفنر شور ،داد ناشن شدلاگنب قرش بونج یبآ تشک رد رثؤم شراب اب هطبار رد
شور و درادن رثؤم شراب دروآرب رد
USBR
هب زین رظن رد مدع لیلد هب و هدوبن یقیقد شور شراب شنکارپ و عیزوت نتفرگ
هداس لیلد یزاس
یاه
تسین یدامتعا لباق شور هدش ماجنا هتفای .
شور هک داد ناشن شهوژپ نیا یاه
USDA
هب هناهام قرعت ریخبت ،شراب رادقم هکنیا لیلد
یم رظن رد ار کاخ قمع و هب دریگ
قیقد بتارم شور رگید زا رت
سا هدشدای یاه ت
. ( ناراکمه و یدرجتسد لاحشوخ 1391
یفرعم هب )
بسانم شراب هبساحم هویش نیرت رثؤم
شور هک ،داد ناشن قیقحت نآ جیاتن .دنتخادرپ کمن هچایرد هضوح رد هزییاپ مدنگ تشک یارب
SCS
هب هداد هب هکنیا لیلد مه و تسا هتسباو یرایبآ قمع و شراب ،یهایگ بیرض ،لیسناتپ قرعت و ریخبت یاه
تیدودحم دقاف نینچ ه
یناکم یا
بسانم ،تسا شراب هبساحم هویش نیرت
رثؤم ( ناراکمه و یمیحر هک یشهوژپ رد .تسا کمن هچایرد هضوح رد 1392
شور یسررب هب ) یاه
شراب دروآرب رثؤم
همین و کشخ میلقا اب یقطانم رد ،داد ناشن جیاتن ،دنتخادرپ مید مدنگ لوصحم تشک یارب یبرجت شور ،کشخ
رد و
همین و بوطرم میلقا اب قطانم هب بوطرم
شور بیترت یاه
وUSDA
شور هب تبسن FAO
بسانم رگید یبرجت یاه ملاغروپ .دنتسه رت
( ناراکمه و یجیمآ 1398
هنهپ هب ) ناراب یدنب رثؤم
شراب ریداقم شهوژپ نآ رد .دنتخادرپ مید مدنگ تشک تحت ناتسزوخ ناتسا رد م
رثؤ
شور هب یاه ،FAO
هام رد هک ،داد ناشن جیاتن و دندش دروآرب سوکعم لح و یبرجت ،USDA
مک یاه شور شراب شور نیرتهبUSDA
ناراب دروآرب یارب رثؤم
( ناراکمه و هفرش هدازدسا .تسا 1394
بسانم یسررب هب ) .دنتخادرپ لیبدرا تشد رد رثؤم شراب هبساحم هویش نیرت
شور لیلحت زا لصاح جیاتن هعلاطم دروم یاه
شور هـک ،داد ناـشن قیقحت نآ رد بسانمUSDA
نیا رد رثؤم شراب هبساحم شور نیرت
.تسا تشد
Han et al (2019)
یگدنراب هبساحم هب رثؤم
شراب رب راذگریثات لماوع و دنتخادرپ هراهب ترذ دشر هرود رد رثؤم
،هلمج زا
شهوژپ نآ جیاتن .دندرک یسررب ار لوصحم یبآ زاین و یرایبآ ،شراب یگدنراب ،یگدنراب شیازفا اب هک ،داد ناشن
رثؤم و شهاک شیازفا اب
یگدنراب ،یرایبآ رادقم رثؤم
هب یگدنراب ،لوصحم یبآ زاین شیازفا اب و شهاک جیردت رثؤم
هب یم شیازفا جیردت دبای
.
هب هایگ طسوت هدش بذج بآ مامت ابیرقت تمسق زا قرعت تروص
رادقم و هدش جراخ هایگ فلتخم یاه تیلاعف فرص نآ مک رایسب
یاه
یکیلوباتم 1
یم هایگ هب ناهایگ رد بآ .دوش هنزور نورد زا هدمع روط
یم جراخ اه یم بذج هایگ هک ،یبآ لک زا .دوش
،دیامن 95 ات 99 دصرد
هب نآ هرگ قیرط زا قرعت تروص اه
2 ( 1 / 0 لوکیتوک ،)دصرد 3
( 3 ات 10 هنزور و )دصرد اه
4 دودح(
90 یم جراخ هایگ زا )دصرد هب و دوش
تروص
یم وج دراو بآ راخب ( دوش
Allen, 1998
،یفرط زا .) ناراب ،مید قطانم رد
رثؤم نازیم قیقد دروآرب اب و هدش قرعت ریخبت فرص یگمه ،
یم قرعت و ریخبت شراب نازیم هب ناوت
رثؤم ،ناراکمه و یجیمآ ملاغروپ( تفای تسد 1398
.)
هب لیلد شور هکنیا هدش جارختسا صاخ طیارش اب قطانم یرس کی یارب یبرجت یاه
زا یژرنا نلایب یداهنشیپ شور رظن هب ،دنا
1 Metabolic activity 2 Lenticel
3 Cutin 4 Stoma
لماک یموهفم رظن عماج و رت
شور ریاس هب تبسن رت شراب دروآرب یارب یبرجت یاه
رثؤم ریخبت دروآرب اب شهوژپ نیا رد ،ور نیا زا .تسا
هب اب یعقاو قرعت شجنس یریگراک
متیروگلا و رود زا شراب نازیم ،مید قطانم رد لابس یژرنا نزاوت
رثؤم هنهپ هشقن و دش دروآرب ب
یدن
شراب هبساحم زا سپ .دیدرگ هئارا یتاعلاطم هقطنم یارب رثؤم شراب رثؤم
هب اب هب ،لابس متیروگلا یریگراک تحص روظنم
نس هسیاقم ،نآ یج ی
شور هب قرعت ریخبت نازیم دروآرب نایم شور اب لابس
شراب ،نیا رب هولاع .دش ماجنا ریخبت تشت و ثیتنام نمنپ یاه رثؤم
ب زا هدافتسا ا
شور نوچمه ،نآ دروآرب یبرجت طباور یاه
،USDA
،FAO
و هسیاقم لابس زا لصاح رثؤم شراب نازیم اب و دروآرب یبرجت و یدصرد
شور یاطخ شراب دروآرب یبرجت یاه
رثؤم .دش هبساحم
ر و داوم شو
اه
یتاعلاطم هقطنم
تشد ،شهوژپ نیا یتاعلاطم هقطنم ناتسرهش زا یکی نیمخ ناتسرهش .تسا نیمخ ناتسرهش رد عقاو مید مدنگ تشک
باوت یاه ناتسا ع
هب نیمخ ناتسرهش رد هنلااس یبسن تبوطر نیگنایم و امد هنلااس نیگنایم ،یگدنراب طسوتم .تسا یزکرم ،بیترت
296 یلیم ،رتم 6 / 13
جرد یتناس ه و دارگ 51
% هقبط شور ساسا رب ناتسرهش نیا میلقا .تسا همین ،هژربمآ شور ساسا رب و کشخ ،نترامود یدنب
س و کشخ در
هاگتسد هلیسو هب نیمز هیشاح زا هطقن راهچ تاصتخم مید مدنگ یزرواشک نیمز قیقد تاصتخم تشادرب یارب .تسا .دش تئارقGPS
ییایفارغج ضرع و ییایفارغج لوط تاصتخم رد طاقن نیا
1DMS ( لودج رد 1
هدش هداد شیامن ) مه .تسا
تشد ییایفارغج تیعقوم ،نینچ
( لکش رد 1
.تسا هدش هداد ناشن )
لودج 1 هاگتسد طسوت نیمز هیشاح زا هدش تئارق ییایفارغج ضرع و لوط . تاصتخم ردGPS
DMS
ییایفارغج ضرع ییایفارغج لوط
طاقن
" N 7 /
′ 26 °43
" E 33 7 /
′ 26 5 50° 1
" N 08 /
′ 10 °43
" E 33 7 /
′ 17 4 50° 2
" N 38 /
′ 58 °44
" E 33 68 /
′ 7 2 50° 3
" N 52 /
′ 38 °45
" E 33 8 /
′ 55 3 50° 4
لکش 1 . یتاعلاطم هدودحم تیعقوم
عمج هداد یروآ اه
هب هداد زا رضاح شهوژپ ماجنا روظنم هنازور یتخانشاوه یاه
3 هاگتسیا هاگتسیا لماش ،یتاعلاطم هقطنم رواجم دیدمه ،تلاحم دیدمه یاه
1 Degrees Minutes Seconds
یرامآ هرود لوط اب نیمخ و ناگیاپلگ 8
لاس( لاس یعارز یاه
1394 - 1393 ات 1401 - 1400 هزییاپ مید مدنگ لوصحم دشر هرود لوط رد )
هب .دش هدافتسا )ریت لیاوا ات رهم لیاوا(
نورد روظنم هداد یبای
هقطنم یتخانشاوه یاه شور زا یتاعلاطم
1IDW
( لکش .دش هدافتسا 2
)
هاگتسیا شنکارپ یم ناشن ار روکذم یاه
تسدنل ریواصت رد هقطنم یریگرارق ریسم و فیدر ۀرامش نوچمه تاعلاطا ریاس .دهد 8
تیاس زا
2USGS
لاس رد .دش تفایرد ،مید مدنگ دشر هرود لوط رد و رظن دروم یعارز یاه
28 ا ششوپ اب تسدنل ریوصت زا رتمک رب
35
% دوجوم
خیرات هک ،دوب ( لودج رد یرادربریوصت یاه
2 .تسا هدش هداد ناشن )
لودج 1 لاس رد یتاعلاطم هقطنم زا دوجوم ریواصت خیرات . یعارز یاه
1394 - 1393 ات 1401 - 1400 زا رتمک ربا ششوپ اب مید مدنگ دشر هرود
35 دصرد
فیدر )لاس/زور/هام( یدلایم خیرات خیرات
)لاس/هام/زور( یسمش یسیلوژ زور
1 05
/ 05 / 2014 15
/ 02 / 1393 125
2 06
/ 06 / 2014 16
/ 03 / 1393 157
3 04
/ 22 / 2015 15
/ 01 / 1394 112
4 05
/ 08 / 2015 18
/ 02 / 1394 128
5 05
/ 24 / 2015 03
/ 03 / 1394 144
6 06
/ 09 / 2015 16
/ 03 / 1394 160
7 04
/ 24 / 2016 05
/ 02 / 1395 115
8 05
/ 13 / 2016 24
/ 02 / 1395 134
9 05
/ 29 / 2016 09
/ 03 / 1395 150
10 06
/ 11 / 2016 22
/ 03 / 1395 163
11 04
/ 27 / 2017 07
/ 02 / 1396 117
12 05
/ 13 / 2017 23
/ 02 / 1396 133
13 05
/ 29 / 2017 08
/ 03 / 1396 149
14 06
/ 14 / 2017 24
/ 03 / 1396 165
15 05
/ 16 / 2018 26
/ 02 / 1397 136
16 06
/ 17 / 2018 27
/ 03 / 1397 168
17 05
/ 03 / 2019 16
/ 01 / 1398 123
18 05
/ 19 / 2019 15
/ 02 / 1398 139
19 06
/ 04 / 2019 17
/ 06 / 1398 155
20 05
/ 21 / 2020 01
/ 03 / 1398 142
21 06
/ 06 / 2020 17
/ 03 / 1399 158
22 04
/ 22 / 2021 15
/ 01 / 1400 112
23 05
/ 08 / 2021 18
/ 02 / 1400 128
24 05
/ 24 / 2021 03
/ 03 / 1400 144
25 06
/ 09 / 2021 19
/ 03 / 1400 160
26 05
/ 11 / 2022 22
/ 01 / 1401 131
27 05
/ 27 / 2022 06
/ 03 / 1401 147
28 06
/ 12 / 2022 22
/ 03 / 1401 163
1 Inverse Distance Weighting 2 www.earthexplorer.usgs.gov
لکش 2 هاگتسیا تیعقوم . نورد یارب هدافتسا دروم دیدمه یاه
هداد یبای یتاعلاطم هقطنم یتخانشاوه یاه
شراب دروآرب رثؤم
شراب دروآرب رثؤم
شور زا هدافتسا اب یبرجت یاه
شور شراب دروآرب یارب یددعتم یبرجت یاه رثؤم
شور نیا زا یخرب .دراد دوجو نآ طباور و اه
( لودج رد اه 2
.تسا هدش هئارا )
شور طسب هکنیا هب هجوتاب نیا ،تسا نکمم ییایفارغج طیارش رییغت اب و هدوبن اطخ زا یراع ییایفارغج طاقن یمامت هب یبرجت یاه
یگدنراب هعلاطم نیا رد نیاربانب ،دنشاب هتشادن ییلااب تقد ییایفارغج توافتم طیارش اب رگید هقطنم یارب طباور رثؤم
ب شور زا هدافتسا ا یاه
1 ات 4 ( لودج رد 2
ب اب و هبساحم ) شرا
رثؤم شراب هبساحم هوحن ،همادا رد .دندش هسیاقم یژرنا نزاوت متیروگلا شور زا هدش دروآرب م
رثؤ
.تسا هدش هداد حرش یژرنا نزاوت شور هب
شراب دروآرب رثؤم
هب اب یژرنا نزاوت متیروگلا یریگراک
یگدنراب مید قطانم رد ،دش نایب هک روطنامه رثؤم
اب و هدش قرعت ریخبت فرص یگمه یم یعقاو قرعت ریخبت هبساحم
م هب ناوت شراب نازی
رثؤم ،ناراکمه و یجیمآ ملاغروپ( تفای تسد 1398
هزادنا .) تیدودحم اب لامع قرعت ریخبت یعقاو رادقم یریگ یگدیچیپ و اه
یصاخ یاه
شور نونک ات .تسا وربور هب .تسا هدش یفرعم یعقاو قرعت ریخبت هبساحم یارب یددعتم یاه
یلک روط م ار یعقاو قرعت ریخبت دروآرب ی
ناوت
هتسد یلک شور هس هب فلا :دومن یدنب
- ب ،)رتمیسیلا هاگتسد زا هدافتسا( میقتسم شور -
شور هایگ قرعت ریخبت رب ینتبم یاه ج و عجرم
-
هطقن تیهام .تسا یژرنا نلایب تلاداعم ساسا رب هک ،میقتسم ریغ شور شور ییا
هزادنا یاه ریخبت میقتسم یریگ
تسد و قرعت ناسآ یسر
هداد هب نازرا و نآ یلااب تقد ،ررود زا شجنس یاه
یگژیو هلمج زا ،ناوارف یفیط عونت زا یرادروخرب و ریواصت ندوب هدرتسگ و عماج ،اه ه
ییا
شور رگید هب تبسن ،رود زا شجنس یرترب ببس هک ،تسا ،یناوضر و اینرمق( تسا هدش قرعت ریخبت دروآرب یاه
1393 لدم .) ه یفلتخم یا
تسا هدش هئارا هراوهام زا قرعت ریخبت نیمخت یارب (
Allen et al., 2007; Su, 2002
) لدم نیرتدربراکرپ زا . زا قرعت ریخبت نیمخت یاه
هراوهام ریواصت قیرط لابس یحطس یژرنا لداعت متیروگلا ،یا
1 تسا (
Rahimzadegan et al., 2019
.) دروآرب یارب ،شهوژپ نیا رد
1 Surface energy balance algorithm for land
فیدر شور مان
طباور
1 یدصرد شور
ER = 0.8P
2 شور
ER = P (125 - (0.2 P)) / 125 USDA
(P< = 250 mm)
ER = 125 + ( 0.1 P)
(P>250 mm)
3 شور
FAO ER = (0.6 P) -10
(P < =70
mm)
ER = ( 0.8 P ) – 24
(P>70 mm)
4 یبرجت شور
ER = ( 0.5 P ) – 5
(P< = 50 mm)
ER = ( 0.7 P ) + 20
(P>50 mm)
،لااب طباور رد شراب هدنهد ناشن ER
رثؤم و هناهام .تسا هناهام شراب هدنهد ناشنP
لودج 2 شور . شهوژپ نیا رد هدافتسا دروم رثؤم شراب دروآرب یبرجت طباور و اه
عت ریخبت متیروگلا زا یتاعلاطم هقطنم رد یعقاو قر هدش هدافتسا لابس یژرنا نلایب
.تسا
لابس متیروگلا
هب اب هک تسا یژرنا نلایب رب ینتبم متیروگلا کی لابس متیروگلا یم یژرنا نلایب تلاداعم و متیروگلا نیا یریگراک
ت قرعت ریخبت رادقم ناو
راب نیلوا متیروگلا نیا .دومن هبساحم ار ( تسا هدش هئارا ناراکمه و نسناتیساب طسوت
Bastiaanssen et al., 1998 a, b, c
شور نیا رد .)
( هطبار قبط ،نیمز یژرنا نلایب ۀدنامیقاب ،ینعی ،یعقاو قرعت ریخبت 1
یم هبساحم ) دوش
(
2002
., waters et al
.)
هطبار 1
λET = Rn− H − G )
( هطبار رد 1
،) ناهن یامرگ راش رگناشنλET
1 ،
Rn
حطس رد صلاخ شبات راش 2
، کاخ ییامرگ راشG
3 و سوسحم ییامرگ راشH
اوه 4 هفلوم یمامت .تسا بسح رب هطبار نیا رد اه
W m2
یم .دنشاب
( حطس رد صلاخ شبات راش
Rn
یم ناشن ار حطس رد دوجوم یعقاو یشبات یژرنا ،) رد یجورخ و یدورو شبات نیب فلاتخا زا و دهد
همه جوم لوط ی اه
( هطبار قبط ، 2
یم هبساحم ) دوش
(
2002
., waters et al
).
هطبار 2 )
Rn= (α − 1)RS↓+ RL↓− RL↑− (1− ℇ0) RL↓
( هطبار رد 2
α ،) یحطس یدیفس 5
،
RS↓
یدورو هاتوک جوم شبات 6
بسح رب
W m2
،
RL↓
یدورو دنلب جوم شبات 7
بسح رب
W m2
،
RL↑
یجورخ دنلب جوم شبات 8
بسح رب
W m2
و
ℇ0
حطس ییامرگ )شبات( یدنملیسگ 9
.تسا )دعب نودب(
RS↓
یم نیمز هب هک ،تسا هدنکارپ و میقتسم یدیشروخ شبات راش ، ( هطبار قبط و دسر
3 یم هبساحم ) .دوش
هطبار 3
RS↓ = Gsccos (θ) dr2τws )
( هطبار رد 3
،)
Gsc
( یدیشروخ تباث 1367 mW2
،) ،یدیشروخ شبات هیوازθ dr
و دیشروخ ات نیمز یبسن هلصاف عبرم سوکعم
τws
تسا یوج تیفافش (
2002
., waters et al
).
RL↓
هطبار( تسا ،یدورو دنلب جوم شبات 4
هطبار نیا رد .)
εα
،وج یگدنملیسگ لداعم( نمزتلوب نافتسا تباثσ
67/5×108−
رب تاو
و )نیولک مراهچ ناوت رب عبرم رتم
Tα
لک( حطس کیدزن یاوه یامد .تسا )نیو
هطبار 4
RL↓= εα× σ × Tα4 )
RL↑
نیمز حطس زا هدش لیسگ دنلب جوم شبات راش ( هطبار قبط هک دشابیم وج هب
5 یم هبساحم ) ،هطبار نیا رد .دوش
εα
یگدنلیسگ
،دناب ضیرع یحطس لداعم ( نمزتلوب نافتسا تباثσ
67/5×108−
و )نیولک مراهچ ناوت رب عبرم رتم رب تاو
Tα
رب( یحطس یامد
تسا )نیولک بسح (
2002
., waters et al
) .
هطبار 5
RL↑= εα× σ × Tα4 )
ششوپ و کاخ رد امرگ لاقتنا نازیم ،کاخ یامرگ راش لابس لدم رد .تسا یلوکلوم تیاده رثا رد یهایگ
تبسن زا ارG
G Rn
هئارا
زا ناراکمه و نسنایتساب طسوت هدش ( هطبار
6 یم نییعت ) ددرگ
(
2002
., waters et al
)
.
هطبار 6
G )
Rn=Ts
α × (0.0032 × α + 0.0062 × α2)×(1 − 0.978 × NDVI4)
( هطبار رد 6
،)
Ts
یتناس هجرد بسح رب( یحطس یامد ،)دارگ
هدافتسا اب هک ،تسا یهایگ ششوپ هدش لامرن لضافت صخاشNDVI
( هطبار زا 7 یم هبساحم ) و دوش
نآ رد هک ،تسا یحطس یدیفس بیرضα ρR
و زمرق دناب رد ساکعنا
ρNIR
زمرق نودام دناب رد ساکعنا
،تقیقح رد ،صخاش نیا .تسا کیدزن .تسا یهایگ ششوپ مکارت هدنهد ناشن
1 Latent heat flux 2 Net radiation flux 3 Soil heat flux 4 Sensible heat flux 5 Surface albedo
6 Incoming shortwave radiation 7 Incoming long wave radiation 8 Outgoing long wave radiation 9 Surface thermal emissivity
هطبار 7 )
NDVI =ρNIR− ρR ρNIR+ ρR
ادتبا ،سوسحم یامرگ راش دروآرب یارب لابس شور رد یم باختنا صخاش مرگ و درس لسکیپ ود
وسحم یامرگ راش رادقم و دنوش س
( هطبار قبط 8
یم هبساحم ) ددرگ
هقطنم هب طوبرم درس لسکیپ .
زا هدیشوپ ًلاماک یا یم هدش یرایبآ و هایگ
رادقم هک ،دشاب نآ ردNDVI
زا رتشیب 7 / 0 لسکیپ نیا رد نیمز حطس یامد و نیمز مرگ لسکیپ .تسا مرگ لسکیپ رد نیمز حطس یامد زا رتمک و اوه یامد هب کیدزن
وپ نودب یزرواشک یم کشخ و یهایگ شش
رادقم هک ،دشاب زا رتمک نآ ردNDVI
28 / 0 زا رتشیب و 1
/ 0 تسا
Jamshidi, 2020)
.)
هطبار 8
H =ρair× Cair× dT )
rah
( هطبار رد 8
،)
ρair
،اوه یلاگچ
Cair
،اوه هژیو یامرگ فلاتخا dT
عافترا ود نیب یامد و z1
و )نیولک( z2 rah
تمواقم یکیمانیدورئآ
یارب یم )رتم رب هیناث بسحرب ( امرگ لاقتنا .دشاب
زا سپ یوج طیارش ساسا رب سوسحم یامرگ راش رادقم هکنآ ریخبت ناهن یامرگ راش رادقم .دیدرگ حیحصت
هبساحم لسکیپ ره یارب
یم ( هطبار زا هدافتسا اب سپس و ددرگ 9
هظحل قرعت و ریخبت ) ( یا
ETinst
یم دروآرب ) .ددرگ
هطبار 9
ETinst= 3600 ×λET )
λ
نآ رد هک ( هطبار زا هک هدوب ریخبت ناهن یامرگλ
10 ) یم هبساحم ددرگ
(Kirkham, 2014)
.
هطبار 10
λ = (2.501 − 0.00236(Ts− 273)) × 106 )
هظحل قرعت ریخبت دروآرب زا سپ هطبار( دش هبساحم نوسکج طسوت هدش هئارا هطبار قیرط زا هنازور قرعت ریخبت رادقم ،یا
11 )
( ،1983 Jakson and et al.
.) نآ رد هک و دیشروخ بورغ و عولط نیب ینامز هزابN
.تسا )دیشروخ عولط زا( زور رد نامزt
هطبار 11 )
ETdaily
ETinst = 2N πsin (πt
N )
هظحل قرعتریخبت تابساحم ریسم و لابس متیروگلا تراچولف ( لکش رد یا
3 .تسا هدش هداد شیامن )
لکش 3 متیروگلا تراچولف . لابس
هنازور قرعت ریخبت دروآرب رد لابس یژرنا نلایب متیروگلا یجنس تحص
یم ناشن ناهج فلتخم طاقن رد هتفرگ ماجنا تاقیقحت رد وئاـف ثـیتنام نمنـپ هطبار اب هدش دروآرب قرعت و ریخبت ریداـقم تـقد هـک ،دهد
هزادنا ریداقم اب هسیاقم رب طـباور رـگید زا رتمیـسیلا هدـش یرـیگ
هداد هک ،یطیارش رد و رتهب عجرم قرعت ریخبت دروآ سیلا یاه
رد یرتمی
( تسا هدـش هیـصوت درادناتـسا هطبار کی ،دشابن سرتسد
kisi, 2007
،یدیما ;
1392 هداد دوـجو مدـع هـب هـجوت اـب ،نیاربانب .) یاـه
دش دروآرب یعقاو قرعت ریخبت یجنس تحص یارب ،یتاعلاطم هقطنم رد یرتمیسیلا شور زا ،لابس شور هب ه
عت ریخبت هبساحم یاه عجرم قر
هطبار( دش هبساحم لوصحم قرعت ریخبت و دش هدافتسا ریخبت تشت شور و وئاف ثیتنام نمنپ نوچمه 12
( هطبار رد .) 12
،)
ETc
ریخبت
،هایگ قرعت
ETo
و عجرم هایگ قرعت ریخبت
Kc
را یهایگ بیارض لوادج زا نآ رادقم هک تسا یهایگ بیرض لوصحم یارب وئاف طسوت هدش هئا
دش جارختسا مدنگ (
Allen, 1998
.)
هطبار 12
ETc= Kc× ETo )
ریخبت تشت شور
شور زا یکی ،ریخبت تشت شور تشت هچرگا .دش باختنا لابس زا هدش دروآرب هنازور یعقاو قرعت ریخبت اب هسیاقم یارب یجنس تحص یاه
ب هک ،یناسکی یمیلقا لماوع هب هباشم یشور هب یم ریثأت لوصحم قرعت ر
یم خساپ ،دنراذگ توافت یددعتم لماوع اما دهد
ق یاه لبا یهجوت
تشک حطس زا و بآ حطس زا بآ نداد تسد زا رد یم داجیا ار هدش
لباق ریخبت ببس ،تسا نکمم فرظ رد امرگ هریخذ ،لاثم یارب .دننک
رد طقف تلاوصحم رتشیب ،هک یلاح رد ؛دوش زین بش لوط رد یهجوت توافت ،نیا رب هولاع .دنراد قرعت زور لوط
و امد ،مطلات رد ییاه
یلع .دراد دوجو هطوبرم حوطس یلااب یاوه تبوطر ،یهایگ ششوپ زا هدش هدیشوپ حوطس قرعت و ریخبت و تشت ریخبت نیب توافت مغر
کتشت زا هدافتسا شیپ یارب اه
،هک تروص نیا هب ،تسا ریذپ ناکما عجرم قرعت ریخبت ینیب عجرم قرعت و ریخبت هب تشت ریخبت
کی طسوت
تسا طبترم یبرجت هدش قتشم کتشت بیرض (
Allen, 1998
.) ( ریخبت تشت بیرض دروآرب یارب
Kpan
،تسا هدش هئارا یددعتم طباور )
هطبار( گنروا هطبار زا شهوژپ نیا رد هک 14
دش هدافتسا )
Orang, 1998)
هطبار نیا رد .) ،هنازور یبسن تبوطر RH
U2
رد داب تعرس
و )هیناث رب رتم بسح رب( یرتم ود عافترا رادقم رب تشت بیرض لامعا اب ،سپس .تسا رتم بسح رب ریخبت تشت زا یهایگ ششوپ هلصاف F
( هطبار قبط تشت زا هنازور ریخبت 13
( هطبار رد .دش هبساحم عجرم هایگ قرعتریخبت رادقم ) 13
،)
ETo
،عجرم قرعت ریخبت تشت زا ریخبتE
و
Kpan
.تسا ریخبت تشت بیرض هطبار 13
ETo= Kpan× E )
هطبار 14
Kpan= 0.51206 − 0.000321 × U2+ 0.002889 × RH + 0.031886 × ln(F) )
− 0.000107 × ln (F) × RH
ثیتنام نمنپ شور
لاس رد 1948 هلداعم و درک بیکرت مرج لاقتنا شور اب ار یژرنا لداعت نمنپ ، رب دازآ بآ حطس زا ریخبت هبساحم یارب ار یا
داد یانبم ه یاه
و دش هداد هعسوت نیققحم زا یرایسب طسوت یبیکرت شور نیا .دروآ تسدب داب تعرس و تبوطر ،امد ،یباتفآ تاعاس نوچمه یتخانشاوه ( هطبار قبط 15
یم فیرعت ) دوش
(
Allen, 1998
).
هطبار 15
ETo =0.408∆(Rn− G) + γ 900 )
T + 273 u2(es− ea)
∆ + γ(1 + 0.34u2)
نآ رد هک
ETo
یلیم بسح رب عجرم هایگ قرعت ریخبت ،زور رب رتم
Rn
،لوصحم حطس زا صلاخ عشعشت ،کاخ ییامرگ راشG
T
،سویسلس هجرد بسح رب اوه یامد نیگنایم
u2
عافترا رد داب تعرس 2
،هیناث رب رتم بسح رب یرتم
es
بسح رب عابشا راخب راشف
،لاکساپولیک
ea
،لاکساپولیک بسح رب یعقاو راخب راشف و عابشا راخب راشف ینحنم بیش∆
.تسا یرتمورکیاس بیرضγ
شراب هسیاقم رثؤم
شور و یژرنا نلایب شور زا لصاح یبرجت یاه
ماگ رد قرعت ریخبت رادقم هب هنازور قرعت ریخبت هکنیا رب ضرف اب ،یرادربریوصت خیرات ود ره نیب ینامز
ز هزاب نیگنایم تروص ود نایم ینام
نورد اب ،تسا دوجوم ریوصت ماگ یارب هتسکش طخ شور هب یبای
ریداقم عومجم ،سپس .دش هبساحم یعارز لاس ره رد زاین دروم ینامز یاه
نورد م هب یبایتسد یارب هدش یبای هب رظن دروم ینامز هرود رد قرعت ریخبت رادق
نیا هب هجوت اب .دمآ تسد لاوصحم یبآ زاین مامت ،هک
مید ت
یم نیمات شراب طسوت لوصحم ومن و دشر یارب هک ،تسا یشراب لداعم لابس شور زا هدش هبساحم یعقاو قرعت ریخبت ،دوش
ثؤم ر عقاو
اب هسیاقم هب ،دعب هلحرم رد ،نیاربانب .تسا هدش شر
رثؤم شور و لابس زا هدش دروآرب شراب دروآرب یبرجت یاه
رثؤم .دش هتخادرپ
یبایزرا یاهرتماراپ ( اطخ تاعبرم نیگنایم رذج ) RMSE
.تسا یعقاو رادقم و یرامآ لدم طسوت هدش ینیب شیپ رادقم نایم توافت تاعبرم نیگنایم رذج یاطخ ( هطبار زا RMSE
16 هب ) تسد
یم ( هطبار رد .دیآ 16
،)
Pi
شیپ رادقم ،یرامآ لدم طسوت هدش ینیب
Oi
و یعقاو رادقم شیپ ای هدش هدهاشم ریداقم دادعتn
.تسا هدش ینیب
تحص یبایزرا یارب اطخ رایعم نیا زا یجنس
.دش هدافتسا اه
هطبار 16 )
RMSE = √1
n∑(Pi− Oi)2
n
i=1
2
( یبسن یاطخ دصرد ) RE
هب ،قلطم یاطخ و حیحص ریداقم نیب توافت تروص
یم فیرعت یبیرقت هب ،یبسن یاطخ .دوش
یرقت رادقم و قلطم یاطخ تبسن تروص یب
یم فیرعت تبسن نیا برض اب .دوش
رد اه 100 یم نآ ناوت هب .درک نایب یبسن یاطخ دصرد تروص هب ار اه شور ةسیاقم روظنم
یبرجت یاه
( رثؤم شراب دروآرب ،USDA
د هطبار زا لابس شور اب )یدصرد و یبرجت ،FAO
( هطبار ،یبسن یاطخ دصر 17
.دش هدافتسا )
RE = |Ps − Pm
Pm | × 100 )17 هطبار ( هطبار رد 17
،) ،یبسن یاطخRE
و لابس شور هب هدش دروآرب یعقاو رثؤم نارابPm
دروآرب رثؤم نارابPs
شور اب هدش فلتخم یاه
.تسا یبرجت ثحب و جیاتن
لابس قرعت ریخبت جیاتن
لاس رد دوجوم ریواصت یور رب لابس متیروگلا یارجا زا سپ یعارز یاه
1394 - 1393 ات 1401 - 1400 یارب هنازور قرعت ریخبت رادقم
خیرات لودج( رظندروم یاه 1
هظحل قرعت ریخبت رادقم نیرتشیب .دش هبساحم ،) ییا
هب هب لابس زا هدمآ تسد خیرات هب طوبرم بیترت
ه یا
06 / 11 / 2016 و 06 / 14 / 2017 لکش( تسا یدلایم 5
و 6 مه .) هظحل قرعت ریخبت نازیم نیرتمک نینچ هب طوبرم لابس زا هدش دروآرب یا
خیرات 04 / 27 / 2017 لکش( تسا یدلایم 4
( لکش .) 6
( ،) 7 ( و ) 8 هنهپ زین ) هب ار قرعت ریخبت یدنب
یترت خیرات رد ب یاه
06 / 06 / 2020 ،
06 / 09 / 2021 و 06 / 12 / 2022 یم ناشن یدلایم .دهد
لکش 4 هنهپ . خیرات رد قرعت ریخبت یدنب 04
/ 27 / 2017 ( یدلایم 07 / 02 / 1396 )یسمش
لکش 5 هنهپ . خیرات رد قرعت ریخبت یدنب 06
/ 11 / 2016 ( یدلایم 22 / 03 / 1395 )یسمش
لکش 6 هنهپ . رد قرعت ریخبت یدنب خیرات
06 / 14 / 2017 ( یدلایم 24 / 03 / 1396 )یسمش
لکش 7 هنهپ . خیرات رد قرعت ریخبت یدنب 06
/ 06 / 2020 ( یدلایم 17 / 03 / 1399 )یسمش
