ارزيابي مدل درختي M5 و دو مدل تجربي مبتني بر دماي هوا براي برآورد تابش خورشيدي با استفاده از LST در يك اقليم نيمه خشك

Evaluating M5 model tree and two empirical models based on air temperature to estimate solar radiation, using LST in a semi-arid climate

تابش خورشيدي از پارامترهاي ورودي براي بسياري از مطالعات شبيه‌سازي مانند فرآيندهاي وابسته به تغييرات آب و هوايي، هيدرولوژي و اكولوژي است. مدل هاي پيشنهادي به منظور برآورد اين پارامتر به علت اين كه از داده هاي هواشناسي از نوع مكاني نقطه اي استفاده مي كنند، برآورد نقطه‌اي از مقدار تابش ارايه مي‌كنند. در اين پژوهش، دو مدل تجربي هارگريوز- ساماني و محمود – هابرد كه مبتني بر داده هاي دماي هوا هستند، با ورودي داده هاي روزانه LST (دماي سطح زمين) محصولات MOD11A1 وMYD11A1 سنجنده موديس به جاي دماي هوا، براي تخمين تابش خورشيدي مورد ارزيابي قرار گرفتند. داده هاي روزانه تابش خورشيدي ايستگاه سينوپتيك اهواز واقع در استان خوزستان در دو سال متوالي (سال هاي 2006 و 2007) به عنوان داده هاي واقعي استفاده شد. نتايج حاصل از اعتبار سنجي نشان داد كه مدل هارگريوز – ساماني با ورودي LST محصولات MOD11A1 و مدل محمود- هابرد با ورودي LST محصولات MYD11A1 به ترتيب داراي بيشترين و كمترين دقت در برآورد تابش خورشيدي هستند. براي اين مدل ها، شاخص هاي آماري R2 وRMSE به ترتيب 83/0،(Mj m-2 d-1) 46/2، 79/0 و (Mj m-2 d-1) 09/4 بدست آمد. براي مدل هارگريوز ساماني همچنين، با استفاده از مدل درختي M5 دو مدل ( RS-M5-1 و RS-M5-2) مبتني بر داده هاي LST محصولات MOD11A1 موديس متغيرهاي جغرافيايي تدوين و نتايج حاصل از آن ها با نتايج مدل هاي تجربي مقايسه شد. نتايج نشان داد كه در مقايسه بين مدل درختي RS-M5-1 و مدل هاي تجربي با ورودي مشابه، مدل درختي M5 از دقت بيشتري برخوردار است. به طور كلي، مدل درختي RS-M5-2 با ورودي هاي LST محصولات MOD11A1، ساعت آفتابي حداكثر و واقعي و همچنين تابش فرا زميني، نسبت به مدل هاي ديگر داراي دقت بيشتري است. براي اين مدل، مقادير آماره هاي R2 و NSE به ترتيب برابر 87/ و 86/ و جذر ميانگين مربعات خطا برابر 24/10 درصد برآورد شد.

Solar radiation is one of the input parameters needed for simulation of processes associated with climate changes, hydrology and ecology. Proposed models to estimate this parameter because using the weather data from a spatial point, would also provide point estimations. In this study, two experimental models including Hargreaves - Samani and Mahmood - Hubbard that are based on air temperature data, with the input data of daily LST products MOD11A1 and MYD11A1 MODIS instead of air temperature, were used to estimate the solar radiation. The real data were obtained from Ahwaz synoptic station for 2006 and 2007. Validation results indicated that Hargreaves - Samani input MOD11A1 LST product and the model of Mahmood - Hubbard MYD11A1 products with input LST (Land Surface Temperature) have the larger and lowest accuracies in estimating solar radiation. Validation results were further indicated that Hargreaves - Samani input MOD11A1 LST product and the Mahmood - Hubbard input MYD11A1 LST product, respectively, have maximum and minimum accuracy in estimating solar radiation. For these models, R2 and RMSE statistics were, respectively 0.83, 2.46 (mj m-2 d-1), 0.79 and 4.09 (mj m-2 d-1). The Hargreaves -Samani model by using M5 model tree models (RS-M5-1 and RS-M5-2) based on LST data of MOD11A1 MODIS products geographic variables were formulated and the outcomes were compared with results of experimental models. The results showed that compares Tree Model RS-M5-1 and experimental models with the same input, The M5 tree model has higher accuracy. In general, tree model RS-M5-2 with LST products MOD11A1 inputs, can estimate the maximum and actual sundial and extraterrestrial radiation more accurate than other models. For this model, the values of R2 and NSE were estimated to be 0.87 and 0.86, respectively. The root mean square error for this was 10.24 percent.