ارزيابي معادله‌هاي مختلف تجربي برآورد تبخير و تعرق گياه مرجع در شرايط مختلف نبود پارامترهاي هواشناسي اندازه‌گيري شده در چند ناحيه آب و هوايي ايران

Evaluation of different empirical equations of the estimation of reference crop evapotranspiration in different conditions lacking measured meteorological parameters in some climatic regions of Iran

تبخير و تعرق گياه مرجع (ETo) در تعيين آب مصرفي كشاورزي، مدل‌هاي اكوسيستم، وضعيت‌هاي رطوبتي، روابط بارش- رواناب و حفاظت آب و خاك نقش به‌سزايي دارد. اگرچه درستي روش فايو- پنمن- مانتيث (FPM) براي برآورد ETo در نواحي مختلف تاييد شده است، ولي نياز آن به پارامترهاي ورودي متنوع، استفاده گسترده از آن ‌را محدود نموده‌ است. در اين پژوهش مقدار ETo ماهانه در 12 ايستگاه سينوپتيك واقع در 4 ناحيه آب و هوايي ايران با استفاده از 6 معادله تجربي و 5 معادله تخميني، محاسبه شد. با مرجع قرار دادن روش استاندارد FPM، با استفاده از آمار سال‌هاي 2003-1990 معادله‌هاي مختلف واسنجي شدند. براساس آماره تركيبي IPE در دوره 2007-2004 بهترين معادله در هر يك از ايستگاه‌ها در وضعيت‌هاي مختلف نبود پارامترهاي هواشناسي تعيين گرديد. واسنجي با استفاده از معادله‌هاي خطي سبب كاهش مقدار خطا در بيش‌تر معادله‌ها و در بيش‌تر ايستگاه‌ها گرديد. برآورد مقدار تابش خورشيدي با استفاده از پارامترهاي دمايي در نواحي مرطوب و گرم و نيمه‌خشك منجر به كاهش و در مناطق خشك و نيمه‌خشك سبب افزايش دقت معادله‌هاي تخميني گرديد. در نواحي مرطوب و گرم و نيمه‌خشك اهميت مقدار تابش خورشيدي بر مقدار ETo به‌وضوح مشخص شد. ضمن آن‌كه در نواحي خشك و نيمه‌خشك اين موضوع برعكس مي‌باشد كه نشان‌دهنده اهميت بيش‌تر پارامترهاي دمايي در اين نواحي مي‌باشد. انتخاب معادله مناسب با توجه به اين‌كه كدام‌يك از آماره‌هاي MBE، RMSE، MARE و 2R ملاك قضاوت واقع شوند، منجر به نتايج متفاوتي گرديد و در معيار تركيبي IPE با وزن‌ دادن به هر يك از آماره‌هاي ياد شده، شرايط انتخاب معادله مناسب بر مبناي دخالت همه آن‌ها فراهم گرديد.

Reference crop evapotranspiration (ETo) has important effects on estimation of agricultural water use, ecosystem models, aridity/humidity conditions and rainfall-runoff. Although, the accuracy of FAO Penman-Monteith (FPM) method for estimation of ETo in different regions was confirmed, but because of the requirements of many meteorological parameters, its applications was limited. In this research, by using 6 empirical and 5 semi-empirical equations, monthly ETo values were calculated during 1990-2007 for 12 synoptic stations in 4 climatic regions of Iran. By using FPM as a reference method and calculating monthly ETo values, empirical and semi-empirical equations were calibrated for the period1990-2003. By using combined criteria IPE for the period from 2004 to 2007, the best equation of each station was determined in lack of any meteorological parameters. Calibration by using the best linear equation reduced the amount of errors in most equations and in most stations. Estimation of solar radiation via temperature data caused the precision of semi-empirical equations being lower than empirical equation in both “humid” and “warm and semi-arid” regions, but this criteria was higher in both “arid” and “semi-arid” regions. The effects of solar radiation on ETo was quite relevant in “humid” and “warm and semi-arid” regions., while its effects was inverse in arid and semi-arid regions which confirms the effects of temperature parameters in this regions. Selection of the best equation depends on which criteria of MBE, RMSE, MARE or R2 was considered as judgment. The combine criteria of IPE were weighted by four mentioned criteria and provided the condition of the best selection.