مقايسه مدل‌هاي بيلان انرژي مبتني بر داده‌هاي سنجش از دور در برآورد تبخير از سطح درياچه‌هاي شور

به علت تغييرات قابل‌توجه متغيرهاي هيدرو اقليمي در حوضه‌هاي آبريز بزرگ، مدل­هاي مختلفي براي برآورد تبخير-تعرق بااستفاده از داده­هاي سنجش‌ازدور توسعه داده‌شده‌اند. هدف از اين مطالعه، مقايسه سه مدل بيلان انرژي بر مبناي داده­هاي سنجش‌ازدور براي برآورد نرخ تبخير از درياچه اروميه، يكي از بزرگ‌ترين درياچه‌هاي فوق شور جهان؛ مي­باشد. به اين‌منظور نرخ تبخير طي پنج روز بدون ابر با‌استفاده از تصاوير سنجنده ماديس و با استفاده از سه مدل مبتني بر بيلان انرژي شامل الگوريتم بيلان انرژي براي سطح (SEBAL)، سيستم بيلان انرژي سطح (SEBS) و تبخير روزانه وابسته به شوري (SDDE) محاسبه و با يكديگر مقايسه شد. هر سه مدل قابليت در نظر گرفتن تغييرات متغيرهاي هواشناسي بر روي سطح درياچه را دارا مي­باشند؛ ولي فقط مدل SDDE به‌طور خاص براي محيط آبي توسعه داده‌شده است و قابليت درنظر گرفتن كامل اثر شوري آب بر نرخ تبخير را دارا است. بر‌اساس نتايج، كمترين ميانگين نرخ تبخير از سطح درياچه به‌ترتيب در مدل­هاي SEBAL v.1 و SEBAL v.2 به‌دست آمد، درحالي‌كه بيشترين مقدار متوسط نرخ تبخير طي روزهاي مطالعه بين مدل‌هاي SEBS و SDDE متغير بود. همچنين تغييرات مكاني نرخ تبخير به‌دست‌آمده با استفاده از مدل‌هاي SEBAL و SDDE، روند كاهشي از مركز به سمت سواحل درياچه را نشان داد. اين الگو در مدل SDDE همگن‌تر است؛ درحالي‌كه توزيع مكاني تبخير در مدل SEBS به‌شدت وابسته به الگوي تغييرات سرعت باد مي‌باشد. تبخير به‌دست آمده از مدلSEBAL نوع اول در روز 28 تير با مقدار 51/4، كمترين مقدار تبخير و تبخير بدست آمده از مدل SEBS در روز 12 تير با مقدار 8/94 ، بيشترين مقدار تبخير محاسبه شده در روزه­هاي اين مطالعه بود. حداكثر و حداقل تبخير آب شيرين ايستگاه گلمانخانه به ترتيب 7/10 در 28 تير و 4/4 در 31 ارديبهشت و حداكثر و حداقل تبخير آب شور اين ايستگاه به‌ترتيب 1/6 در 12 تير و 1/3 در 31 ارديبهشت بر حسب ميلي‌متر بود.

Evaporation is one of the principal components of the water balance equation in a basin. For large water bodies located in arid regions, particularly in endorheic basins, evaporation loss is remarkable. Because of the considerable variation of hydro-meteorological variables over large basins, several models have been developed to estimate evapo-transpiration using remote sensing data. However, performance of such models over water bodies are questionable as they neither consider the lake geomorphology nor the water quality. Estimating evaporation from saline lakes is more difficult than that of the fresh water because the interaction of salinity and evaporation should also be considered. This study aims at comparing three energy balance models (EBMs) based on remote sensing data for estimating the rate of evaporation from Urmia Lake, one of the largest hypersaline lake worldwide. To do this, for 5 clear sky days in 2010, three commonly used RS-Based EBMs including SEBAL, SEBS and SDDE were applied using MODIS satellite imageries and results were compared against each other. Although all three models are capable of capturing spatial variations of meteorological variables over the lake, the only model which has been specially developed for water bodies and can completely reflect the effect of water salinity on evaporation is SDDE. The results indicate that the lowest lake-averaged evaporation rate is obtained in the SEBAL V.1 and SEBAL V.2 models, respectively. While the highest lake-averaged evaporation rates varies between the SEBS and SDDE models during the study days. Moreover, the evaporation rates from the lake decreases from the central deep parts toward the coasts in SEBAL and SDDE. This pattern is more homogeneous in SDDE. However, for the SEBS model, the spatial variation of the wind strongly depends on the spatial pattern of the wind speed. Comparison of the models with the pan evaporation data show that for most of the studied days, pan evaporation rates are less than the models estimations. Therefore, single-station pan evaporation measurements are inadequate to be used as representatives of evaporation from large lakes.