بررسی اثرات تغییر اقلیم بر تبخیرتعرق روزانه در مدل‌های با ساختار ریاضی متفاوت در اقلیم‌های مختلف ایران

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری گروه مهندسی آب دانشکده کشاورزی دانشگاه بیرجند.

2 عضو هیات علمی گروه علوم و مهندسی آب دانشگاه بیرجند

3 گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی- دانشگاه بیرجند- بیرجند- ایران

چکیده

تغییر اقلیم از طریق تغییر در الگوی دما، بارش و سایر متغیرهای آب و هوایی بر همه فرآیندهای هیدرولوژیک تأثیرگذار است. یکی از مهم­ترین تبعات تغییر آب و هوا، تأثیر آن بر مصرف آب کشاورزی می­باشد که می­تواند مدیریت منابع آب را با چالش­های جدی روبرو سازد. هدف از این پژوهش، بررسی اثرات تغییر اقلیم بر تبخیرتعرق روزانه در مدل­های با ساختار ریاضی متفاوت در اقلیم­های مختلف ایران است. برای این منظور از مدل گردش عمومی جو HadCM3و با استفاده از مولد آب و هوای LARS-WG 5.5،پارامترهای کمینه دما، بیشینه دما، بارش و ساعات آفتابی در مقیاس روزانه برای دوره 2036-2017 بر مبنای سناریوهای A1B، A2 و B1 شبیه­سازی شد. نتایج به دست آمده حاکی از افزایش دما و کاهش بارندگی و هم­چنین افزایش تبخیرتعرق مرجع در اقلیم­های مختلف بود. در بخش دیگری از این پژوهش، با مقایسه بین معادلات تجربی این نتیجه حاصل شد که روش هارگریوز با مقدار R2مناسب، NS نسبتاٌ خوب و مقدار RMSE و MAEکمتر نسبت به سایر روش­ها، می­تواند جایگزین مناسبی برای روش پنمن- مونتیث- فائو در مقیاس روزانه باشد. به طور مثال، ایستگاه بیرجند دارای 59/0 = R2، 53/0 = NS، 84/6 = RMSE و 01/6= MAE می­باشد. در نهایت، روش­های هارگریوز سامانی و مک­کینگ کمترین دقت را در برآورد تبخیرتعرق مرجع داشتند. بنابراین، می­توان روش هارگریوز را به عنوان بهترین روش جایگزین برای برآورد تبخیرتعرق مرجع در مقیاس روزانه انتخاب نمود.
 
 

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Investigating the Effects of Climate Change on Daily Evapotranspiration in Models with Different Mathematical Structures in Various Climates of Iran

نویسندگان [English]

  • Fahimeh Khadempour 1
  • Hossein Khozeymehnezhad 2
  • mahdi amirabadizadeh 3
2 Department of Water Engineering College of Agriculture University of Birjand Birjand, Iran
3 Water Engineering Department University of Birjand Birjand, Iran
چکیده [English]

Climate change affects the hydrological processes through changes in temperature, precipitation, and other climate variables. One of the most important consequences of climate change is its impact on agricultural water consumption, which can seriously address water resources management. The purpose of this study was to investigate the effects of climate change on daily evapotranspirationin different climates across Iran. For this purpose, the minimum, and maximum temperature, as well as precipitation, and sunshine hours were simulated for the period 2016-2036 on the A1B, A2 and B1a scenarios using the HadCM3 general circulation model and weather generator (LARS-WG 5.5) on daily time scale. The results indicated increase in temperature and evapotranspiration and decrease in precipitation in different climates. In another section of this study, by comparing the empirical equations, it was concluded that Hargreaves method with high R2, fair NS, and lower values of RMSE and MAE compared to other methods, can be an appropriate alternative for the FAO Penman-Monteith method on daily scale. For example, the results for Birjand station were R2 = 0.59, NS = 0.53, RMSE 6.84 and MAE = 6.01. Finally, Hargreaves- Samani and the Makkink methods had the least accuracy in estimating the reference evapotranspiration. Therefore, Hargreaves method can be selected as the best alternative method for estimating the reference evapotranspiration on a daily basis.
 
 
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Keywords: Atmospheric general circulation
  • Empirical equations
  • FAO Penman-Monteith
  • model
  • LARS-WG

مراجع

  1. اشرف، ب.، موسوی­بایگی، م.، کمالی، غ .ع.، داوری، ک. 1390. پیش­بینی تغییرات فصلی پارامترهای اقلیمی در 20 سال آتی با استفاده از ریزمقیاس نمایی آماری داده­های مدل HadCM3 (مطالعه موردی: استان خراسان رضوی). نشریه آب و خاک، 25(4): 940-952.
  2. بابائیان، ا.، نجفی­نیک، ز.، زابل عباسی، ف.، حبیبی نوخندان، م.، ادب، ح.، ملبوسی، ش. 1388. ارزیابی تغییر اقلیم کشور در دوره 2039-2010 میلادی با استفاده از ریزمقیاس نمایی داده­های مدل گردش عمومی جو ECHO-G. فصلنامه جغرافیا و توسعه، (16): 135-152.
  3. ثانی­خانی، ه.، دین­پژوه، ی.، پوریوسف، س.، زمانزاد قویدل، س.، صولتی، ب. 1392. بررسی اثرات تغییر اقلیم بر رواناب حوضه­های آبریز (مطالعه موردی: حوضه آبریز آجی­چای در استان آذربایجان شرقی). نشریه آب و خاک (علوم و صنایع کشاورزی)، 27(6): 1234-1225.
  4. خادم­پور، ف.، بختیاری، ب.، گلستانی، س. 1395. بررسی تأثیر گرمایش جهانی بر جزء تابش معادله ترکیبی در برآورد تبخیرتعرق (مطالعه موردی: ایستگاه کرمان). دومین کنگره بین­المللی زمین، فضا و انرژی پاک. 18 اسفندماه، تهران، ایران.
  5. شهیدی، ع.، تاجبخش، س. م؛ خاشعی­سیوکی، ع؛ خزیمه­نژاد، ح؛ جعفرزاده؛ ا. 1396. تحلیل عدم قطعیت تغییرات متغیرهای اقلیمی بارش و دما تحت تأثیر تغییر اقلیم (مطالعۀ موردی: استان خراسان جنوبی). اکوهیدرولوژی, 4(4), 943-953.
  6. علیزاده، ا. 1388. اصول هیدرولوزی کاربردی، انتشارات آستان قدس رضوی (شرکت به­نشر)، 946ص.
  7. فرهادی بانسوله، ب.، اسدی، آ.، حافظ­پرست، م. 1396. تغییرات تبخیرتعرق پتانسیل ذرت و جو در استان کرمانشاه در شرایط تغییر اقلیم. نشریه پژوهش­های حفاظت آب و خاک، 24(3).
  8. قمرنیا، ه.، رضوانی، و.، فتحی، پ. 1391. ارزیابی و واسنجی مدل­های تبخیرتعرق گیاه مرجع با توجه به اثر دوره محاسباتی برای اقلیم نیمه­خشک سرد. مدیریت آب و آبیاری، 2(2): 37-25.
  9. لکزائیان­پور، غ.م.، محمدرضاپور، ا.، مالمیر، م. 1394. ارزیابی آثار تغییر اقلیم بر میزان رواناب رودخانه نازلوچای در حوضه آبریز دریاچه ارومیه. نشریه جغرافیا و توسعه، 42: 198-183.
  10. مشکواتی، ا. ح.، کردجزی، م.، و بابائیان، ا. 1389. بررسی و ارزیابی مدل لارس در شبیه­سازی داده­های هواشناسی استان گلستان در دوره 2007-1993 میلادی. نشریه تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی، 16(19): 81-96.
  11. یعقوب­زاده، م.، احمدی، م.، برومندنسب، س.، حقایقی­مقدم، ا. 1395. اثر تغییر اقلیم بر روند تبخیرتعرق در طی دوره رشد گیاهان مزارع آبی و دیم با استفاده از مدل­های AOGCM. نشریه پژوهش آب در کشاورزی، 30(4).
  12. Alkaeed, O., Flores, C., Jinno, K., and Tsutsumi., A. 2006. Comparison of several reference evapotranspiration methodes for Itoshima Peninsula Area, Fukuoka, Japan. Memoirs of the Faculty of Engineering, Kyushu University. 66(1): 1-14.
  13. Allen, R.G., Pereira, L.S., Raes, D., and Smith, M. 1998. Crop evapotranspiration: Guidelines for Computing Crop Water Requirements. FAO Irrigation and drainage paper (FAO). 56: 1- 300.
  14. Blaney, H.F., and Criddle, W.D. 1950. Determining water requirements in irrigated areas from climatological and irrigated data. US Soil Conservation Service, TP96.
  15. Doorenbos, J., and Pruitt, W.O. 1975. Guidelines for predicting crop water requirements. FAO irrigation and drainges Paper 24. FAO, (Food and Agriculture Organization of the United Nations), Rome, p. 156.
  16. Irmak, S., Allen, R.G., and Whitty, E.B. 2003. Daily grass and alfalfa- reference evapotranspiration estimates and alfalfa- to- grass evapotranspiration ratios in Florida. J. Irrid. Drain. Eng. 129*5): 360-370.
  17. Jafarzadeh A, Khozeymehnejad H, Khashei A, and Bazi J. 2012. Zoning impact of climate change on rainfall patterns (Case study: South Khorasan province). Congressional water harvesting and watershed management. University of Birjand.
  18. Long Lee, J., and Cheng Huang, W. 2014. Impact of Climate change on the irrigation water requirement in northern Taiwan. J. Water. 3339- 3361.
  19. Makkink, G.F. 1957. Testing the Penman formuly by means of lysimeters. J. Instiit. Water. Eng. 11: 277-288.
  20. Mundo-Molina, M. 2015. Climate Change Effects on Evapotranspiration in Mexico. American J. Climate Change. 163-172.
  21. Priestly, C.H.B., and Taylor, R.J. 1972. On the assessment of the surface heat flux and evaporation using large- scale paramerers. Monthly Weather Review. 100: 81-92.
  22. Sanikhani, H., Kisi, O., and Amirataee, B. 2018. Impact of climate change on runoff in Lake Urmia basin, Iran. Theoretical and Applied Climatology. 132: 491- 502.
  23. Semenov, M. A., and Barrow, E. M. 2002. Lars a stochastic weather generator for use in climate impact studies. User̕ s manual, Version 3.0.
  24. Sentelhas, P.C., Gillespie, T.J., Santos, E.A. 2010. Evaluation of FAO Penman-Monteith and alternative methods for estimating reference evapotranspiration with missing data in Southem Ontario, Canada. J. Agri. Water Manag. 97(5): 635-644.
  25. Zarghami, M., Abdi, A., Babaeian, I., Hassanzadeh, Y., and Kanani., R.2011. Impacts of climate change on runoffs in East Azerbaijan, Iran. J. Global and Planetary Change. 78(3-4): 137-146.
پژوهش آب در کشاورزی
دوره 33، شماره 1
فروردین 1398
صفحه 149-162

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار