بررسی اثر نسبی عوامل اقلیمی بر تبخیر-تعرق پتانسیل با روش تجزیه به عامل‌ها (مطالعه موردی: ایستگاه های زنجان و ماهنشان)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی منابع آب، گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز، ایران.

2 استاد گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز، ایران.

چکیده

در این تحقیق، اهمیت نسبی متغیر­های مختلف هواشناسی مؤثر بر تبخیر-تعرق پتانسیل گیاه مرجع (ET0) در دو ایستگاه­ (زنجان و ماهنشان) با حداقل 20 سال آمار منتهی به 2021 تحلیل شده است. روش پنمن-مانتیث برای تخمین ET0 استفاده شد. برای مطالعه­ اهمیت نسبی متغیرهای اقلیمی بر تبخیر-تعرق پتانسیل گیاه، از روش تجزیه به عامل‌­ها استفاده شد. داده‎‌ها شامل بارش، میانگین دمای هوا (بیشینه و کمینه)، سرعت باد، رطوبت نسبی و ساعات آفتابی بوده و همبستگی بین آنها تحلیل شد. نتایج نشان داد که بجز یک مورد (باد با بارش ) که همبستگی معنی‎دار نداشته‌‎اند، در سایر موارد ضرایب همبستگی بین متغیرها در سطح 5 درصد معنی‌‎دار بودند. در هر دو ایستگاه، دو مؤلفه اول دارای مقدار ویژه­ بیش از یک بود و مؤلفه‌­های بعدی مقدار ویژه­ بسیار ناچیزی (نزدیک صفر) داشتند. در زنجان، دو مؤلفه­ اول در کل 80/673 درصد واریانس را توجیه می‌­کرد. این رقم در ماهنشان بیش از 82/5 درصد بود. در هر دو ایستگاه پارامتر ساعات آفتابی مهمترین عامل مؤثر بر ET0 بود، پس از آن پارامترهای حداکثر دمای هوا، حداقل دمای هوا و رطوبت نسبی به ترتیب در رتبه‌‎های دوم تا چهارم قرار گرفتند. نتایج نشان داد که در هر دو ایستگاه، متغیر بارش بر روی ET0 اثر چندان مؤثری نداشته است. رسم نمودار عمود برهم مؤلفه‌های اول و دوم در ایستگاه­‌ها نشان داد که الگوی موقعیت مکانی پارامترهای اقلیمی در هر دو ایستگاه مشابه هم بود. یافته‎‌های این مطالعه در مدیریت منابع آب منطقه می‌­تواند مفید واقع شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Study of Relative Effectiveness of Climatic Factors on Potential Evapotranspiration Using the Factor Analysis (Case Study: Zanjan and Mahneshan Stations)

نویسندگان [English]

  • Nazanin Heidari 1
  • Yagob Dinpashoh 2
  • Ahmad Fakheri-Fard 2
1 M.Sc. Student of Water Resources Management, Department of Water Engineering, Faculty of Agriculture, University of Tabriz, Tabriz, Iran.
2 Professor, Water Engineering Department, University of Tabriz, Tabriz, Iran.
چکیده [English]

In this research relative importance of different meteorological variables that affect potential evapotranspiration were analyzed. Two stations of Zanjan and Mahneshan with at least twenty years of data up to 2021 were selected for the research. The Penman-Monteith method was used to estimate ET0. In order to study the relative importance of climatic variables the factor analysis method was used. The correlation between precipitation, means of air temperature (maximum and minimum), wind velocity, relative humidity and actual sunshine hours were analyzed. Results showed that except one item with no significant correlation (wind and precipitation) all the other correlation coefficients were significant in 5 percent level. In both stations the eigenvalues of the two first factors were greater than one, however, they were negligible (close to zero) in the cases of other factors. In Zanjan the first two factors accounted for about 80.673 percent of total variance. This value was more than 82.5 percent in the case of Mahneshan station. In both stations the actual sunshine hour was the main parameter affected ET0 followed by the Tmax, Tmin and RH positioned in second to fourth ranks. Results indicated that for the selected stations the precipitation had no effect on ET0. Plotting the position of parameters on Cartesian plain showed that the position of parameters in the two stations are similar. The findings of this study are helpful in water resources management in the region.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Zanjan Province
  • Evapotranspiration
  • Factor Analysis
  • Principal Component Analysis
Asadi MA (2019) Potential evapotranspiration prediction using nonlinear autoregressive model with exogenous input (NARX) (Case study: Yazd Province, Iran). Journal of Arid Biome 8(2):37-49 (In Persian)
Fooladmand H and Haghighat M (2007) Spatial and temporal calibration of Hargreaves equation for calculating monthly ET0 based on Penman-Monteith method. Irrigation and Drainage 56:439-449
Jalali Z, Bakhtiari B, Qaderi K, & Golestani Kermani S (2021) Modified Hargreaves-Samani model based on altitude in the high-altitude regions of Iran. Iran-Water Resources Research 17(3):248-267 (In Persian)
Manly B F J (1994) Multivariate statistical methods, A primer. Second edition. Chapman and Hall (PP.215)
Mikaeili F, and Samadianfard S (2023). Application of tree and Kernel- based models for estimating daily reference evapotranspiration in humid and arid regions of Iran. Water and Soil Science 33(2): 35-51(In Persian)
Mohan S and Arumugam N (1996) Relative importance of meteorological variables in evapotranspiration: Factor analysis approach. Water Resources Management 10:1-20
Niazi Z (2018) Evaluation and comparison of different methods of reference evapotrantranspiration based on mass transmission methods in Iran and its zoning by using GIS. Iran-Water Resources Research 14(3): 263-267 (In Persian)
Popova Z, Kercheva M, and Sepriro L (2006) Validation of the FAO methodology for computing ET0 with limited data. Application to South Bulgaria, Irrigation and Drainage 55:201-215
Rencher A C (1995) Methods of multivariate analysis. John Wiley and Sons INC (pp: 627)
Shirzad M, Feyzi H, and Rezaei Banafsheh M (2022) Simulations reference evapotranspiration using artificial intelligence and comparison with experimental methods (Case Study: East Azerbaijan). Journal of Geography and Planning 26(80):171-183
Valipour M (2015) Temperature analysis of reference evapotranspiration models. Meteorological Applications 22(3):385-394
 Varga-Haszonits Z,  Szalka E, and  Szakál T (2022) Determination of reference evapotranspiration using penman-monteith method in case of missing wind speed data under Sub-humid climatic condition in Hungary. Atmospheric and Climate Sciences 12(2):235-245
Zeraati Neyshabouri S, Pourreza Bilondi M, Khashei-Siuki A, and Shahidi A (2022) Efficiency comparison of Fuzzy regression models with the Penman-Monteith method in estimating of monthly reference evapotranspiration of Neyshabour Plain. Environment and Water Engineering 8(1):205-217
Zhai L, Feng Q, LI Q, and Xu C (2010) Comparison and modification of equations for calculating evapotranspiration (ET) with data from Gansu province, Northwest China. Irrigation and Drainage 59(4):477-490