بررسی تغییرات زمانی و مکانی تبخیر بر اساس مهمترین عوامل هواشناختی مؤثر بر آن در ایران مرکزی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار / دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه یزد، یزد، ایران

2 دانش آموخته کارشناسی ارشد / مدیریت مناطق بیابانی،دانشگاه یزد، ایران

3 کارشناس / مرکز ملی تحقیقات شوری، یزد، ایران

چکیده

تبخیر یکی از فراسنجه‌های مهم اقلیمی و متاثر از چندین عامل مختلف دیگر است. تبخیر علاوه بر تاثیرپذیری از عوامل دیگر گاهی اوقات خود نقش مهمتری در اقلیم منطقه‌ای بویژه در مناطق خشک و نیمه خشک دارد. برآورد درست مقدار تبخیر نقش اساسی در مدیریت بهینه منابع آب و تعیین نیاز آبی ایفا می‌کند. در این تحقیق 14 ایستگاه هواشناسی در مناطق خشک مرکزی و جنوبی ایران انتخاب شد. در این مرحله آمار دراز مدت مربوط به فراسنجه‌های اقلیمی موثر بر تبخیر که شامل ابرناکی، بیشینه، کمینه و میانگین دما، اختلاف بین بیشینه و کمینه دما، میانگین رطوبت، بیشینه و کمینه رطوبت نسبی و اختلاف بین بیشینه و کمینه رطوبت و سرعت باد مربوط به ایستگاه‌های فوق جمع‌آوری شد.  سپس از بین فراسنجه‌های مذکور مهمترین عوامل موثر بر تبخیر با استفاده از روش تجزیه عاملی تعیین گردد. در مرحله بعد با انجام تحلیل خوشه‌ای به جداسازی مناطق همگن اقلیمی در مناطق مطالعاتی پرداخته شده است. با بکارگیری همبستگی چندگانه در هر یک از این مناطق همگن ارتباط بین عوامل هواشناختی با تبخیر در هر ماه تعیین گردید و در نهایت با استفاده از معادلات همبستگی بدست آمده، تبخیر پتانسیل محاسبه شد. بمنظور مقایسه دقت نتایج حاصل از روابط استخراجی با داده‌های مشاهداتی از  آماره‌های MAE و RMSE استفاده شد. در پایان نیز با اعمال روش زمین آمار (کریجینگ) بر روی داده‌های تبخیر محاسباتی برای ایستگاههای مورد مطالعه، نقشه هم تبخیر برای هر منطقه همگن در ماههای مختلف سال ترسیم و سپس به تحلیل نمودار‌های حاصل از این نقشه‌ها پرداخته شد. نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که تحلیل عاملی روش مناسبی برای تعیین اهمیت نسبی فراسنجه‌های هواشناختی موثر بر تبخیر است. هم چنین تقسیم منطقه به مناطق همگن اقلیمی با استفاده از تحلیل خوشه ای دقت برآورد تبخیر را افزایش می‌دهد. معادلات استخراج شده در این تحقیق برای برآورد تبخیر پتانسیل با روش همبستگی چند گانه می تواند با اطمینان زیادی مورد استفاده قرار گیرد. هم چنین نتایج استفاده از روش زمین آمار نشان داد که این تکنیک می‌تواند از راه کارهای مناسب جهت برآورد تبخیر برای مناطق فاقد آمار باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigating the Spatial and Temporal Variations of Evaporation Using the Climatic Parameters in Central Iran

نویسندگان [English]

  • H Malekinezhad 1
  • S Pourmohammadi 2
  • M.H Rahimian 3
1 Assistant Professor, Watershed Management Department, Faculty of Natural Resources, Yazd University, Yazd, Iran
2 Faculty of Natural Resources, Yazd University, Yazd, Iran
3 National Center for Salinity Researches, Yazd, Iran
چکیده [English]

Evaporation is one the most important climatic parameters in water resources management. This parameter depends on many other climatic factors and plays an important role in arid and semiarid regions. In this study, 14 weather stations were selected in arid areas in central and southern parts of Iran. The climatic historical data including cloudiness, maximum and minimum temperatures, the differences between maximum and minimum temperatures, mean relative humidity, wind speed, and some other factors were provided. An Attempt was made to determine the most important factors affecting evaporation by using Factor Analysis (FA). Then, by conducting Cluster Analysis (CA) through Minitab software, homogeneous regions were separated. Taking advantages of multiple regressions in each region, the relationship between climatic factors and evaporation on the basis of monthly routine was maintained. The verification and evaluation of derived regression equations was calculated using MAE or RMSE statistics. At the end, through applying the geo-statistic technique (Kriging) on calculated evaporation data of investigating stations, the monthly co-evaporation map for each homogeneous region was drawn and the resultant histograms were analyzed.

The results show factor analysis is an appropriate method for determining the relative importance of climatic parameters affecting evaporation. Also, division of a vast region to small subdivisions using cluster analysis increases the precision of derived evaporation equations. Results showed that the multiple regressions may be used in calculation of evaporation and consequently potential evaporation with great confidence. Utilization of geo-statistic technique is a proper approach for estimating potential evaporation in low or no data areas

کلیدواژه‌ها [English]

  • evaporation
  • Factor analysis
  • Cluster analysis
  • Multiple regression
  • Geo-statistic

حسنی پاک ، ع. ا. (1377)، "زمین آمار(ژئواستاتیستیک)" ، انتشارات دانشگاه تهران.

رضیئی، ط. و عزیزی، ق. (1386)،  "منطقه بندی رژیم بارشی غرب ایران با استفاده از روشهای تحلیل مولفه‌های اصلی و خوشه‌بندی"، مجله تحقیقات منابع آب ایران،  3(2 (مسلسل 8) صص 65-62.

عبداللهی ج. و رحیمیان، م. ح. (1386)، "بکارگیری سنجش از دور در تعیین بهترین مدل زمین آماری جهت درون یابی اطلاعات میدانی"، فصلنامه تحقیقات مرتع و بیابان، 14(2(پیاپی 27)، صص 156-170.

مسعودیان. س. ا. (1382). "بررسی پراکندگی جغرافیایی بارش در ایران به روش تحلیل عاملی دوران یافته". مجله جغرافیا و توسعه. بهار و تابستان. صص 88-79.

موسوی ع. ا. و داودی راد، ع. ا. (1378). "شناخت عوامل موثر در خشکسالی هیدرولوژیک با استفاده از تجزیه و تحلیل عاملی (مطالعه موردی در حوزه آبخیز دریاچه نمک ایران)"، دومین کنفرانس منطقهای تغییراقلیم، تهران، سازمان هواشناسی کشور، مرکز ملی اقلیم شناسی.  

Bedi, H.S., Binderam M.S. (1980). "Principle components of monsoon rain fall", Tellus. 32. pp. 296 - 298.

Gadgil, S., And Joshi, N.V., (1983). "Climate Cluster of the India origin". J. CLIMATOL. 3. pp.  47 - 63.

Gadgil, S. And Lyengar, R. N. (1980). "Cluster analysis of rainfall station of India peninsula", Meteorol. Soc. 106 (450), pp. 873 - 896.

Gray, b.m. (1981), "On the stability of temperature eigenevectors", J.Climato1, pp. 273-281.

Goossen, C. (1985). "Principal component analysis of Mediterranean rainfall". J. CLIMATOL .5, pp. 379-388.

 

Kidson, J. W. (1975). "Eigen Vector analyses of monthly mean surface data", monthly Weather Rev.103, pp.  639-649.

Lyengar, R.N. (1991). "Application of principal component and factor analysis variability of rainfall", proc. Indian Acad. Sc. 100(2), pp. 105 - 126.

Matalas, D. and Feyen, J. (1990). "Defining homogenous precipitation regions means of principal component analysis". J. APL. Meteorol, 29, pp. 892-910.

Rao, A.R. (1990). "Empirical orthogonal function analysis of rainfall and run off series". Water resources manage. 4, pp. 235 - 250.

Raziei. T., Saghafian, B., Paulo, A.A., Pereira, L.S. and Bordi, I. (2009). "Spatial Patterns and Temporal Variability of Drought in Western Iran". Water Resour Manage.  23: pp. 439 – 455.