ارزیابی کارایی مدل‌های برآورد تابش خورشید در سطح زمین با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای

Abstract

تابش خورشیدی علاوه بر استفاده در مدل­های اقلیمی، نقشی تعیین­کننده در برنامه­های توسعه تاسیسات خورشیدی در مکان­های مختلف دارد. با پیشرفت­های چشم­گیر در حوزه مخابرات و ارتباطات، استفاده از تصاویر ماهواره­ای برای دیدبانی سطح زمین، نقش گسترده­تری نسبت به دیدبانی­های مرسوم پیدا کرده ­است. محصولات سنجنده MODIS بصورت رایگان در دسترس عموم قرار دارد و با پیکسل های 1km×1km از تفکیک مکانی قابل قبولی برخوردار است. در این پژوهش سعی شده در چهار ایستگاه در گستره­ی ایران با استفاده از داده­های سطح زمین و اتمسفر این سنجنده بعنوان ورودی مدل پارامتریکی و مدل تجربی انگستروم-پرسکات، مقدار تابش کل روزانه (بر حسب وات بر مترمربع) محاسبه شود و نهایتا با مشاهدات سطح زمین مقایسه گردد. خروجی مدل تجربی انگستروم-پرسکات با داده­های اخذ شده از سنجنده­ی مادیس (AP_RS) در برابر خروجی همین مدل با داده­های پایش شده در سطح زمین (AP_GS) مقایسه شدند. با مقایسه نتایج می­توان دریافت که مدل AP_RSدقت بهتری نسبت به مدل AP_GS در روزهای ابری دارد. به صورتی­که مقدار شاخص­های RMSE و MBE در روزهای ابری برای مدل AP_RS به ترتیب برابر 74/41 و W/m² 70/19 است و برای مدل AP_GS به ترتیب برابر 60/43 و W/m² 25/34 است. با این حال دقت مدل AP_GS در روزهای آفتابی بالاتر از مدل AP_RS بود. هر چند محدودیت داده­های زمینی (که به صورت نقطه­ای دیدبانی می­شوند) می­تواند عاملی تاثیرگذار در انتخاب یکی از این دو مدل باشد. همچنین نتایج نشان­دهنده­ی دقت بالای مدل پارامتریکی (W/m²5/16RMSE = و 93/0R² =) مخصوصا در روزهای ابری می­باشد. از نگاهی دیگر، با وجود دقت بالای مدل پارامتریک، مدل انگستروم-پرسکات با استفاده از داده­های ماهواره از فرآیندی آسان برخوردار است. هرچند که برای واسنجی ضرایب آن در مناطق متفاوت به داده­های ساعات آفتابی با طول دوره مناسب نیاز است.