ارزیابی تبخیر-تعرق سنجنده مودیس با تبخیر-تعرق پنمن-مانتیث فائو 56 و پریستلی-تیلور در اقلیم-های متفاوت ایران

Abstract

چکیدهسابقه و هدف: تبخیر-تعرق از مهم‌ترین مؤلفه‌ها در بخش زمینی چرخه هیدرولوژی است که به‌عنوان رابط چرخه آب و انرژی، در برهم‌کنش جو و سطح نقش مهمی را بر عهده دارد. دسترسی به تصاویر سنجش‌ازدور امکان مطالعات مکانی و زمانی تبخیر-تعرق شامل: تبخیر-تعرق واقعی (AET) و پتانسیل (PET) را به‌خوبی فراهم کرده است. تبخیر-تعرق محصول MOD16A2 سنجنده مودیس در بین تصاویر سنجش‌ازدور، به‌دلیل توان تفکیک‌های بسیار مناسب مکانی (500 متر) و زمانی (8 روزه) در مطالعات منطقه‌ای در نواحی فاقد داده می‌تواند بسیار مفید باشد.مواد و روش‌ها: این پژوهش محصول تبخیر-تعرق پتانسیل زمینی جهانی سنجنده مودیس (MOD16A2) را با دو روش تبخیر-تعرق مرجع پنمن-مانتیث فائو 56 و پریستلی-تیلور در ایستگاه‌های هواشناسی در دوره زمانی 2001 تا 2018 مورد ارزیابی قرارداد. محدوده موردمطالعه واقع در استان‌های جنوب غرب ایران (خوزستان و بوشهر)، غرب ایران (استان‌های همدان و کرمانشاه) و شمال ایران (استان‌های گیلان و مازندران) است که بر اساس روش یونسکو از خشک تا خیلی مرطوب طبقه‌بندی شد. سپس تبخیر-تعرق مرجع پنمن- مانتیث فائو 56 و پریستلی-تیلور با استفاده از داده‌های هواشناسی با پکیج Evapotranspiration در نرم‌افزار R و داده‌های تبخیر-تعرق پتانسیل محصول MOD16A2 از سامانه Google Earth Engine آماده شدند. سپس این داده-ها بر اساس شاخص‌های ارزیابی در اقلیم‌های متفاوت با یکدیگر مقایسه شدند.یافته‌ها: محصول MOD16A2 تبخیر-تعرق را نسبت به هر دو روش پنمن مانتیث فائو 56 و پریستلی-تیلور در تمام تیپ‌های اقلیمی بیش برآورد می‌کند و دارای واریانس بیش‌تری در داده‌ها است. ویژگی‌های آماری MOD16A2 شامل: چارک‌های اول و سوم در اقلیم‌های خشک و نیمه‌خشک با تبخیر-تعرق پنمن-مانتیث فائو 56 اختلاف کمتری نسبت به روش پریستلی-تیلور دارد، درحالی‌که چارک‌های اول و سوم MOD16A2 در اقلیم‌های نیمه مرطوب، مرطوب و خیلی مرطوب شباهت بیشتری به تبخیر-تعرق پریستلی-تیلور دارد. هم‌چنین MOD16A2 چرخه فصلی تبخیر-تعرق را به‌خوبی برآورد می‌کند، اما تاریخ وقوع بیشینه‌های MOD16A2 در تمام تیپ‌های اقلیمی، اکثراً با یک هفته تقدم رخ می‌دهد. تبخیر-تعرق محصول MOD16A2 در برآورد تبخیر-تعرق پنمن-مانتیث (پریستلی-تیلور) در اقلیم‌های خشک و نیمه‌خشک (نیمه مرطوب تا خیلی مرطوب)، به‌ویژه نیمه‌خشک با زمستان سرد و تابستان گرم (خیلی مرطوب)، به‌دلیل خطاهای کوچک مدل شامل PBIAS و RMSE به ترتیب در محدوده 5/46-3/40 درصد وmm/8d 6/19-4/14 (محدوده 97-5/72 درصد وmm/8d 5/24-6/18) و ضرایب بالای توافق اصلاح‌شده در محدوده 61/0-5/0 (5/0-37/0)، تبین وزنی در محدوده 63/0-55/0 (51/0-44/0) موفق است. هم‌چنین رابطه خطی قوی بین MOD16A2 تبخیر-تعرق پریستلی-تیلور و پنمن-مانتیث در اکثر تیپ‌های اقلیمی، به‌دلیل ضرایب همبستگی بالا (بیش‌تر از 85/0) وجود دارد. نتیجه‌گیری: نتایج این پژوهش بیانگر عدم قطعیت کمتر تبخیر-تعرق محصول MOD16A2 با تبخیر-تعرق پنمن مانتیث فائو 56 در اقلیم‌های ‌خشک و نیمه‌خشک، به‌ویژه نیمه‌خشک است، درحالی‌که در اقلیم‌های نیمه مرطوب تا مرطوب MOD16A2 عدم قطعیت کمتری در تبخیر-تعرق پریستلی-تیلور دارد. هم‌چنین تبخیر-تعرق سنجنده مودیس با روش پنمن-مانتیث فائو 56 و در اقلیم‌های نیمه‌خشک کمترین عدم قطعیت را با توجه به کم‌ترین خطاها دارد؛ بنابراین با توجه به تغییرات اقلیمی اخیر در خصوص افزایش دما و درنتیجه افزایش تبخیر-تعرق، به‌ویژه در نواحی خشک و نیمه‌خشک جهان و پیشنهاد روش پنمن-مانتیث فائو 56 به‌عنوان روش استاندارد برآورد تبخیر-تعرق توسط فائو، تبخیر-تعرق MOD16A2 می‌تواند نقش کلیدی را در برنامه‌ریزی‌های آبیاری، مدیریت منابع آب و پایش خشک‌سالی در نواحی فاقد داده واقع در اقلیم‌های خشک و نیمه‌خشک (به‌ویژه نیمه‌خشک) ایفا کند.

Keywords

• سنجنده مودیس
• mod16a2
• تبخیر-تعرق پتانسیل
• تبخیر-تعرق پنمن-مانتیث فائو 56
• تبخیر-تعرق پریستلی-تیلور