ارزیابی روش‌های مختلف برآورد تبخیر تعرق گیاه‌مرجع و پهنه‌بندی آن در ایران

Abstract

کشور ایران دارای اقلیم خشک و نیمه‌خشک است که ریزش‌های کمِ جوّی، رگبارهای شدید، وقوع جریان‌های سیلابی و تبخیر (تبخیر تعرق) زیاد از ویژگی‌های آن به شمار می‌آید. پژوهش حاضر سعی در ارزیابی و پهنه‌بندی تبخیر تعرق گیاه‌مرجع (ETo) و ارائه آن در قالب نقشه‌های پهنه‌بندی و هم تبخیر تعرق (مرجع) به عنوان ابزاری اساسی برای مدیریت آب دارد. در این بررسی با گروه‌بندی مناطق هم‌اقلیم براساس اقلیم‌نمای یونسکو از میانگین‌های درازمدت متغیرهای اقلیمی 91 ایستگاه هواشناسی و داده‌های لایسیمتر، برای تعیین روش مناسب تخمین ETo استفاده شد. تبخیر تعرق گیاه‌مرجع برمبنای اطلاعات اقلیمی هر یک از ایستگاه‌ها به کمک نرم‌افزار RefET به 13 روش محاسبه شد. روش‌های محاسباتی شامل هفت روش ترکیبی بر پایه روش پنمن، دو روش دمایی، سه روش تشعشعی ـ دمایی و یک روش تشعشعی بودند. مناسب‌ترین روش محاسباتی از بین 13 روش، در مقایسه با مقادیر تبخیر تعرق لایسیمتری در هر اقلیم انتخاب شد. انتخاب روش محاسباتی براساس آماره‌های ضریب تبیین (2R)، جذر میانگین مربعات خطا (RMSE) و میانگین خطای اریبی (MBE) صورت گرفت. مقادیر RMSE، MBE و 2R در 9 ایستگاه لایسیمتری به ترتیب 1/1 میلی‌متر در روز، 23/0- میلی‌متر در روز و 85/0 به دست آمد، که نشان‌دهنده دقت مناسب کار در گستره جغرافیایی کشور ایران است. در نهایت هر یک از روش‌های محاسباتی انتخاب شده، برای سایر ایستگاه‌های هم‌اقلیم فاقد مقادیر لایسیمتری مبنای برآورد ETo قرار گرفتند. نتایج نشان داد که روش‌های با پایه پنمن در اکثر مناطق ایران مناسب‌ترین روش برای برآورد ETo به‌شمار می‌آیند. در ترسیم نقشه هم‌تبخیر تعرق مرجع (ISOETo) و پهنه‌بندی آن براساس نقشه‌های توپوگرافی رقومی شده، اطلاعات جغرافیایی ایستگاه‌های هواشناسی و بهره‌گیری از نرم‌افزارهای GIS و Surfer براساس داده‌های تبخیر تعرق مرجع روزانه صورت گرفت. نتایج پهنه‌بندی به روش کریجینگ، نشان داد میزان ETo در 23 درصد از سطح ایران که در مناطق مرتفع شمال کشور قرار دارند، کمتر از 48/4 میلی‌متر در روز است؛ و در مقابل 77 درصد از سطح کشور در پهنه ETo بیش از این مقدار تا سقف 70/10 میلی‌متر در روز قرار دارد. به نظر می‌رسد که پراکنش مناسب زمانی و مکانی بارش‌های مناطق شمالی، رطوبت نسبتاً بالا و برودت هوا در کاستن از پتانسیل تبخیر تعرق این مناطق نقش اساسی دارد. در مجموع وجود بی‌نظمی و نوسانات زیاد در سری‌های زمانی بارندگی سالانه از عوامل اصلی کمبود منابع آب و به تبع آن افزایش تبخیر تعرق در مناطق خشک و نیمه‌خشک ایران است.