تجزيه و تحليل الگوريتم تعادل انرژي سطحي براي زمين (SEBAL) در تخمين تبخير و تعرق محصولات كشاورزي

سابقه و هدف: يكي از مراحل اساسي در مديريت منابع آب، تخمين دقيق پارامتر‌هاي بيلان آب است. برآورد صحيح تبخيرتعرق و تعيين نياز آبي گياهان امري حياتي براي بهبود مديريت آب و افزايش كارايي مصرف آب است. اگرچه روش‌هاي اندازه‌گيري تبخيرتعرق با استفاده از داده‌هاي ايستگاه‌هاي زميني، اندازه‌گيري‌هاي نقطه‌اي تبخيرتعرق را با دقت بالا ارائه مي‌دهند. اما نياز به نقشه‌هاي تبخير و تعرق منطقه‌اي براي پايش منابع آب احساس مي‌شود. در اين راستا، مدل‌هاي تخمين تبخيرتعرق ماهواره‌اي مانند SEBAL مي‌تواند مفيد واقع شود. البته كارايي اين مدل در اقليم‌ها و محصولات مختلف متفاوت است. بنابراين، هدف اين مطالعه محاسبه تبخيرتعرق با استفاده از مدل SEBAL با تصاوير ماهواره‌اي Landsat 8 در پلتفرم گوگل ارث انجين و ارزيابي دقت مدل در برابر روش FAO Penman Monteith (ETo) و تبخير و تعرق پوشش گياهي (ETc) است. مواد و روش‌ها: اين مطالعه در منطقه جنگاه شهرستان تربت جام واقع در استان خراسان رضوي در بازه زماني بين سال‌هاي 1392 تا 1401 انجام شد. براي اين مطالعه، الگوريتم محاسباتي با استفاده از معادلات مربوطه به زبان جاوا در گوگل ارث انجين نوشته شد و تصاوير روزانه تبخيرتعرق براي منطقه مورد مطالعه دريافت گرديد. سپس تبخيرتعرق روزانه براي منطقه مورد نظر با استفاده از نرم‌افزار QGIS استخراج گرديد. به منظور ارزيابي دقت مدل سبال در برابر تبخيرتعرق گياه مرجع و تبخيرتعرق پوشش گياهي به روش فائو پنمن مانتيث از شاخص‌هاي آماري مانند ضريب همبستگي (CC)، باياس نسبي (RBIAS)، خطاي ريشه ميانگين مربعات ريشه (RMSE) و ميانگين خطاي مطلق (MAE) استفاده گرديد. يافته‌ها: نتايج نشان دادند كه مدل سبال داراي همبستگي قوي با تبخيرتعرق پوشش گياهي منطقه است (0.85=R²). اين مدل مقادير تبخيرتعرق روزانه پوشش گياهي منطقه را با باياس مثبت كمي بيش از حد تخمين زد(0.016 ميلي‌متر). اعتبار سنجي مدل در مقابل تبخيرتعرق پوشش گياهي خطا‌هاي نسبتاً جزئي را نشان داده و مقادير ميانگين مطلق خطا و ريشه ميانگين مربعات خطا به ترتيب 0.76 ميلي‌متر و 0.97 ميلي‌متر در روز بوده است. نتيجه‌گيري: افزايش دسترسي به داده‌هاي ماهواره‌اي و پيشرفت‌هاي جديد در تكنيك‌هاي سنجش از دور، راه را براي سيستم‌هايي هموار مي‌كند كه قادرند استفاده از آب توسط ذينفعان مختلف را نزديك به زمان واقعي در مقياس‌هاي مكاني مختلف پايش كنند. در اين راستا، مدل‌هاي تخمين تبخير و تعرق ماهواره‌اي مانند SEBAL مي‌توانند مفيد باشند. البته، كارايي اين مدل در اقليم‌ها و محصولات مختلف متفاوت است. با توجه به نتايج پژوهش، مشاهده شد كه روش SEBAL مقادير واقعي تبخير و تعرق را با نتايج قابل قبول محاسبه مي‌كند. اين نتايج نشان مي‌دهد كه استفاده از اين روش مي‌تواند در منطقه مورد مطالعه مناسب باشد. به طور خلاصه، يافته‌ها نشان مي‌دهد كه الگوريتم SEBAL يك رويكرد مناسب براي تخمين تبخير و تعرق محصول است و مي‌تواند به عنوان يك ابزار مؤثر براي مديريت منابع آب در مزارع و ساير زمينه‌هاي مشابه عمل كند.