توسعه یک چارچوب ریزمقیاسسازی بهمنظور برآورد تبخیر- تعرق مرجع زیرروزانه: 1- مقایسه عملکرد برخی مدلهای ریزمقیاسسازی دادههای هواشناسی روزانه

Abstract

بهمنظور تبیین هرچه واقعبینانهتر فرآیندهای حاکم بر بیلان آب و انرژی و نیز فرآیندهای کیفیت آب و بیولوژیکی گیاه، نیاز به اطلاعات هواشناسی در مقیاس‌های زمانی کوچکتر از آنچه که در اغلب مناطق در دسترس است، می‌باشد. در پژوهش حاضر، چارچوبی فیزیکی‌بنیان به‌منظور ریزمقیاس‌سازی داده‌های هواشناسی روزانه مورد نیاز در برآورد تبخیر- تعرق مرجع زیرروزانه توسعه یافت. در این چارچوب، داده‌های هواشناسی روزانه گم شده با بهکارگیری یک الگوریتم مبتنی بر جستجو- بهینهسازی برآورد می‌شوند. همین‌طور، با استفاده از گونه یکپارچه‌سازی شده الگوریتم بهینه‌سازی رفتار جمعی اجزا (UPSO)، مدل‌های مختلف ریزمقیاس‌سازی داده‌های هواشناسی واسنجی می‌گردد. تشعشع خورشیدی روزانه و زیرروزانه از طریق روش عمومی و فیزیکی‌بنیان یانگ و همکاران برآورد می‌شود. به‌منظور ارزیابی عملکرد چارچوب فوق، از داده‌های بلندمدت سه ساعته و روزانه ایستگاه سینوپتیک آبادان (59 سال) و اهواز (50 سال) استفاده شد. نتایج نشان داد در مقایسه با مدل‌های WAVE I، WAVE II، WCALC، ERBS و ESRA، مدل TM با ضریب کارآیی مدل (EF) 9775/0 تا 9924/0 دارای بهترین عملکرد در ریزمقیاس‌سازی دمای هوای روزانه بود. همچنین، آن دسته از مدل‌های ریزمقیاس‌سازی دمای هوای روزانه که در آن‌ها زمان وقوع دمای حداقل و حداکثر به‌عنوان توابعی از زمان طلوع و غروب خورشید بیان می‌شود در مقایسه با مدل‌هایی که یک زمان قراردادی ثابت را برای رخدادهای یاد شده در نظر می‌گیرند از عملکرد بهتری در تبیین تغییرات زمانی دمای هوای زیرروزانه برخوردار بودند. مدل HUM III (که بر اساس ریزمقیاس‌سازی کسینوسی فشار بخار واقعی می‌باشد) با آماره EF در دامنه 7266/0 تا 8896/0 دارای بهترین عملکرد در ریزمقیاس‌سازی دمای نقطه شبنم، فشار بخار واقعی و رطوبت نسبی بود. مقادیر زیرروزانه سرعت باد با آماره EF در دامنه 3357/0 تا 6300/0 برآورد گردید. نتایج حاکی از انطباق بالای مقادیر مجموع 24 ساعته تشعشع خورشیدی زیرروزانه با مقادیر نظیر روزانه (EF بین 9729/0 تا 9801/0) بود. همچنین، برای مناطقی که مقادیر زیرروزانه اندازهگیری شده اطلاعات هواشناسی موجود نیست، استفاده از مدل‌های WAVE II و HUM II (که بر اساس ریزمقیاس‌سازی خطی رطوبت نسبی می‌باشد) قابل توصیه است. نتایج حاکی از لزوم واسنجی مدل گرین و کوزک برای ریزمقیاس‌سازی سرعت باد در مناطق مختلف بود.