برآورد تبخيروتعرق پتانسيل با استفاده از مدلهاي بازتحليل شده مبتني بر مشاهدات جهاني در اقليم‌هاي مختلف ايران

Estimation of Evapotranspiration Using Reanalysis Models based on Global Earth Observations at Distinct Climate Regions of Iran

برآورد صحيح تبخيروتعرق يك موارد مهم در محاسبه بيلان آب در سطح مزرعه و حوضه آبريز بشمار مي‌آيد. عدم وجود داده‌هاي اقليمي مشاهداتي جهت استفاده از روشهاي تجربي و نيز هزينه‌بر بودن انجام اندازه‌گيري تبخيروتعرق با لايسيتمترها استفاده از آنها را در بسياري از حوضه‌ها با محدوديت اساسي روبرو مي‌نمايد. جهت غلبه بر مشكلات مذكور، پژوهش حاضر با هدف ارزيابي و به چالش كشيدن عملكرد داده‌هاي تبخيروتعرق بدست آمده از مدلهاي بازتحليل شده W3RA، HBV-SIMREG، PCR-GLOBW، WATER-GAP و Ensemble براساس داده‌هاي اندازه‌گيري شده توسط لايسيمتر در بخشهاي مختلف ايران به انجام رسيده است. نتايج بدست آمده نشان داد كه در تمامي ايستگاه‌هاي مورد بررسي مدل Ensemble با دارا بودن بيشترين مقدار RMSE (mm/day42/3=RMSEmin، mm/day 7/57= RMSEmax) از عملكرد پائيني در برآورد تبخير و تعرق برخوردار مي‌باشد و اين در حاليست كه داده‌هاي بدست آمده از مدلهاي بازتحليل شده HBV-SIMERG و W3RA از بيشترين تطابق با داده‌هاي لايسيمتري برخوردار هستند. همچنين تحليل نتايج بر اساس شاخص MBE نيز نشان داد كه داده‌هاي بدست آمده از مدل W3RA نسبت به ديگر مدلها از كمترين ميزان اريب نسبت به داده‌هاي زميني برخوردار مي‌باشند و اين در حاليست كه مدل Ensemble تمايل به كم برآوردي بسيار زيادي دارد. بطوركلي محاسبات نشان داد كه مدل بازتحليل شده HBV-SIMREG نسبت به مدلهاي ديگر از خطاي نسبتاً كمي در برآورد مولفه تبخيروتعرق در تمامي اقليمهاي مورد بررسي برخودار مي‌باشد و اين درحاليست كه مدل PCR-GLOBW علي‌رغم همبستگي بسيار بالا با داده‌هاي لايسيمتري داراي خطاي زيادي است.

Accurate estimation of evapotranspiration is one of the most important issues in water balance calculation at the catchment and field scale. The lack of meteorological observations for using empirical methods and the high costs of measuring evapotranspiration using lysimeter restricts the usability of these methods in most cases. To tackle these problems, this research addressed the performance of reanalysis models including W3RA, HBV-SIMREG, PCR-GLOBW, WATER-GAP, and Ensemble for estimation of evapotranspiration at different climate regions of Iran. Besides, the reference evapotranspiration for assessment of the above models obtained using lysimeter measurements. Findings showed that in most cases studies the Ensemble model’s performance with the RMSE value ranges from 3.42 to 7.57 mm/day is the weakest one, while the results of HBV-SIMREG and W3RA show the best agreements with lysimeter dataset. Analyzing the outputs based on mean bias error (MBE) depicted that the estimated evapotranspiration based on W3RA and Ensemble have the minimum and maximum bias, respectively. As an overall conclusion, although results indicate that PCR-GLOBW has the maximum correlation coefficient (CC) with the reference datasets, HBV-SIMREG is the best and reliable model for estimation of evapotranspiration in most climate regions of Iran and can be considered as an alternative dataset, especially in data-limited areas.