ارزیابی تبخیر-تعرق سنجنده مودیس با تبخیر-تعرق پنمن-مانتیث فائو ۵۶ و پریستلی-تیلور در اقلیم-های متفاوت ایران

چکیده سابقه و هدف: تبخیر-تعرق از مهم ترین مولفه ها در بخش زمینی چرخه هیدرولوژی است که به عنوان رابط چرخه آب و انرژی، در برهم کنش جو و سطح نقش مهمی را بر عهده دارد. دسترسی به تصاویر سنجش ازدور امکان مطالعات مکانی و زمانی تبخیر-تعرق شامل: تبخیر-تعرق واقعی (AET) و پتانسیل (PET) را به خوبی فراهم کرده است. تبخیر-تعرق محصول MOD۱۶A۲ سنجنده مودیس در بین تصاویر سنجش ازدور، به دلیل توان تفکیک های بسیار مناسب مکانی (۵۰۰ متر) و زمانی (۸ روزه) در مطالعات منطقه ای در نواحی فاقد داده می تواند بسیار مفید باشد. مواد و روش ها: این پژوهش محصول تبخیر-تعرق پتانسیل زمینی جهانی سنجنده مودیس (MOD۱۶A۲) را با دو روش تبخیر-تعرق مرجع پنمن-مانتیث فائو ۵۶ و پریستلی-تیلور در ایستگاه های هواشناسی در دوره زمانی ۲۰۰۱ تا ۲۰۱۸ مورد ارزیابی قرارداد. محدوده موردمطالعه واقع در استان های جنوب غرب ایران (خوزستان و بوشهر)، غرب ایران (استان های همدان و کرمانشاه) و شمال ایران (استان های گیلان و مازندران) است که بر اساس روش یونسکو از خشک تا خیلی مرطوب طبقه بندی شد. سپس تبخیر-تعرق مرجع پنمن- مانتیث فائو ۵۶ و پریستلی-تیلور با استفاده از داده های هواشناسی با پکیج Evapotranspiration در نرم افزار R و داده های تبخیر-تعرق پتانسیل محصول MOD۱۶A۲ از سامانه Google Earth Engine آماده شدند. سپس این داده-ها بر اساس شاخص های ارزیابی در اقلیم های متفاوت با یکدیگر مقایسه شدند. یافته ها: محصول MOD۱۶A۲ تبخیر-تعرق را نسبت به هر دو روش پنمن مانتیث فائو ۵۶ و پریستلی-تیلور در تمام تیپ های اقلیمی بیش برآورد می کند و دارای واریانس بیش تری در داده ها است. ویژگی های آماری MOD۱۶A۲ شامل: چارک های اول و سوم در اقلیم های خشک و نیمه خشک با تبخیر-تعرق پنمن-مانتیث فائو ۵۶ اختلاف کمتری نسبت به روش پریستلی-تیلور دارد، درحالی که چارک های اول و سوم MOD۱۶A۲ در اقلیم های نیمه مرطوب، مرطوب و خیلی مرطوب شباهت بیشتری به تبخیر-تعرق پریستلی-تیلور دارد. هم چنین MOD۱۶A۲ چرخه فصلی تبخیر-تعرق را به خوبی برآورد می کند، اما تاریخ وقوع بیشینه های MOD۱۶A۲ در تمام تیپ های اقلیمی، اکثرا با یک هفته تقدم رخ می دهد. تبخیر-تعرق محصول MOD۱۶A۲ در برآورد تبخیر-تعرق پنمن-مانتیث (پریستلی-تیلور) در اقلیم های خشک و نیمه خشک (نیمه مرطوب تا خیلی مرطوب)، به ویژه نیمه خشک با زمستان سرد و تابستان گرم (خیلی مرطوب)، به دلیل خطاهای کوچک مدل شامل PBIAS و RMSE به ترتیب در محدوده ۵/۴۶-۳/۴۰ درصد وmm/۸d ۶/۱۹-۴/۱۴ (محدوده ۹۷-۵/۷۲ درصد وmm/۸d ۵/۲۴-۶/۱۸) و ضرایب بالای توافق اصلاح شده در محدوده ۶۱/۰-۵/۰ (۵/۰-۳۷/۰)، تبین وزنی در محدوده ۶۳/۰-۵۵/۰ (۵۱/۰-۴۴/۰) موفق است. هم چنین رابطه خطی قوی بین MOD۱۶A۲ تبخیر-تعرق پریستلی-تیلور و پنمن-مانتیث در اکثر تیپ های اقلیمی، به دلیل ضرایب همبستگی بالا (بیش تر از ۸۵/۰) وجود دارد. نتیجه گیری: نتایج این پژوهش بیانگر عدم قطعیت کمتر تبخیر-تعرق محصول MOD۱۶A۲ با تبخیر-تعرق پنمن مانتیث فائو ۵۶ در اقلیم های خشک و نیمه خشک، به ویژه نیمه خشک است، درحالی که در اقلیم های نیمه مرطوب تا مرطوب MOD۱۶A۲ عدم قطعیت کمتری در تبخیر-تعرق پریستلی-تیلور دارد. هم چنین تبخیر-تعرق سنجنده مودیس با روش پنمن-مانتیث فائو ۵۶ و در اقلیم های نیمه خشک کمترین عدم قطعیت را با توجه به کم ترین خطاها دارد؛ بنابراین با توجه به تغییرات اقلیمی اخیر در خصوص افزایش دما و درنتیجه افزایش تبخیر-تعرق، به ویژه در نواحی خشک و نیمه خشک جهان و پیشنهاد روش پنمن-مانتیث فائو ۵۶ به عنوان روش استاندارد برآورد تبخیر-تعرق توسط فائو، تبخیر-تعرق MOD۱۶A۲ می تواند نقش کلیدی را در برنامه ریزی های آبیاری، مدیریت منابع آب و پایش خشک سالی در نواحی فاقد داده واقع در اقلیم های خشک و نیمه خشک (به ویژه نیمه خشک) ایفا کند.

کلیدواژه ها:

سنجنده مودیس ، MOD۱۶A۲ ، تبخیر-تعرق پتانسیل ، تبخیر-تعرق پنمن-مانتیث فائو ۵۶ ، تبخیر-تعرق پریستلی-تیلور