کاربرد مدل تراز انرژی برای پیش بینی تعرق و شرایط خرد اقلیم داخل گلخانه با استفاده از داده های هواشناسی

در سال های اخیر افزایش جمعیت و محدودیت آب و زمین های قابل کشت در ایران به سرمایه گذاری قابل توجهی در تولیدهای گلخانه ای منجر شده است. با توجه به اثر شرایط خرد اقلیم گلخانه بر عملکرد کمی و کیفی محصول، استفاده از مدل های ریاضی برای مطالعه و شبیه سازی خرد اقلیم گلخانه ضروری است. هدف از این تحقیق کاربرد و تحلیل یک مدل تراز انرژی برای شبیه-سازی تعرق و شرایط خرد اقلیم داخل گلخانه با استفاده از داده های هواشناسی خارج گلخانه است. مطالعه در گلخانه ای تجاری با پوشش پلاستیکی و مساحت ۴۳۳۳ مترمربع واقع در تویسرکان انجام شد. دما و رطوبت نسبی داخل گلخانه با ۲۱ دیتالاگر ثبت شدند. برای داده های هواشناسی خارج گلخانه از ایستگاه هواشناسی نصب شده روی سقف گلخانه و داده های ایستگاه هواشناسی سینوپتیک تویسرکان استفاده شد. برای تخمین دما، رطوبت نسبی و تعرق محصول داخل گلخانه از تلفیق معادلات تراز انرژی و تعرق استفاده شد. الگوی تغییرات زمانی مقادیر شبیه سازی و اندازه گیری شده دما و رطوبت نسبی داخل گلخانه مشابه بود. خطای جذر میانگین مربعات دمای شبیه سازی شده برای تهویه مکانیکی و تهویه طبیعی به ترتیب در کل شبانه روز ۷۲/۰ و ۶۷/۰، روزانه ۸۳/۰ و۷۷/۰ و شبانه ۴۹/۰ و ۴۹/۰ درجه سلسیوس بود. خطای جذر میانگین مربعات رطوبت نسبی برای تهویه مکانیکی و طبیعی در کل شبانه روز ۴/۴، روزانه ۰/۳ و شبانه ۰/۶ درصد بود. پس از اصلاح مدل، شبیه سازی چهار روز خرد اقلیم داخل گلخانه نشان داد دمای داخل گلخانه در روز تا C۳۵º و در شب به کمتر از C۱۶º می رسد که در محدوده بهینه دمایی برای خیار گلخانه ای قرار ندارند. با توجه به دمای بالا (C۳۵º) و رطوبت پایین (%۱۵ تا ۳۰%) نیاز به سرمایش تبخیری در بعضی از ساعات روز وجود خواهد داشت. مجموع تعرق شبیه سازی شده نیز ۲/۳۰ میلی متر به دست آمد. پس از صحت یابی و اصلاح مدل، شرایط خرد اقلیم گلخانه در چهار روز شبیه سازی و تحلیل شد. نتایج نشان داد با استفاده از مدل تراز انرژی، قبل از احداث گلخانه می توان به برآوردی از شرایط خرد اقلیمی گلخانه و نیاز آبی محصول دست یافت.

Keywords:

تعرق , دما , رطوبت نسبی , شبیه سازی , کمبود فشار بخار