ارزیابی دو روش بیلان انرژی در سطح خاک و استفاده از تصاویر ماهواره ای جهت برآورد میانگین شبانه روزی دمای سطح خاک

Publish Year: 1397
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: Persian
View: 324

This Paper With 16 Page And PDF Format Ready To Download

  • Certificate
  • من نویسنده این مقاله هستم

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این Paper:

شناسه ملی سند علمی:

JR_JWSC-25-3_011

تاریخ نمایه سازی: 11 آبان 1398

Abstract:

سابقه و هدف: دمای سطح خاک نقشی کلیدی در تبادل جرم و انرژی بین سطح خاک و آتمسفر ایفاء می کند و پارامتر ورودی مهمی برای اجرای مدل های برآورد بیلان های گرما، رطوبت و کربن در سامانه خاک - گیاه - آتمسفر و مدل های شبیه سازی وضع هوا و اقلیم در مقیاس های منطقه ای و جهانی است و تمامی مولفه های بیلان انرژی در سطح خاک را تحت تاثیر قرار می دهد. علی رغم اهمیت زیاد و کاربرد قابل توجه دمای سطح خاک، اندازه گیری آن فقط در ایستگاه های سینوپتیک و بطور ناقص (فقط دمای حداقل شبانه روزی سطح خاک) انجام می شود و لذا لازم است این متغیر مهم توسط روش هایی مناسب مورد شبیه سازی قرار گیرد. مواد و روش ها: در این پژوهش، از دو روش بیلان انرژی در سطح خاک و تصاویر ماهواره ای جهت برآورد میانگین شبانه روزی دمای سطح خاک در ایستگاه هواشناسی کشاورزی سرارود کرمانشاه، که در آن داده های دمای حداکثر و دمای حداقل شبانه روزی سطح خاک به ثبت رسیده اند، در بازه زمانی 2013 تا 2014 استفاده شد. برآورد میانگین دمای شبانه روزی سطح خاک بر اساس تصاویر ماهواره ای، با مد نظر قرار دادن تصاویر سنجنده MODIS تصویربرداری شده در چهار زمان مختلف شبانه روز شامل 22:30 شب، 1:30 شب، 10:30 صبح و 13:30 ظهر و با استفاده از نرم افزار MRT صورت گرفت و جهت اجرای مدل بیلان انرژی در سطح خاک، از داده های هواشناسی دمای هوا، بارش، سرعت باد، طول ساعات آفتابی و رطوبت نسبی در مقیاس روزانه همراه با برخی ویژگی های فیزیکی خاک بعنوان ورودی های مدل استفاده شد و در ادامه کارایی این دو روش با بکارگیری چند شاخص سنجش خطا مورد ارزیابی قرار گرفت. یافته ها: نتایج حاصل از بکارگیری تصاویر سنجنده MODIS نشان داد که از بین حالت های ترکیبی ممکن از دماهای سطح خاک در 4 زمان تصویربرداری مختلف توسط این سنجنده، محاسبه میانگین شبانه روزی دمای سطح خاک بر اساس میانگین گیری کردن از دمای سطح خاک در سه زمان 22:30 شب، 1:30 شب و 10:30 صبح بیشترین تطابق را با داده های مشاهداتی میانگین شبانه روزی دمای سطح خاک دارد و مقدار خطای مطلق و ضریب تعیین در این روش جهت برآورد میانگین شبانه روزی دمای سطح خاک به ترتیب 1/2 درجه سانتیگراد و 93/0 بدست آمد. با بکارگیری مدل بیلان انرژی در سطح خاک جهت برآورد میانگین شبانه روزی دمای سطح خاک نیز مقدار خطای مطلق، 8/1 درجه سانتیگراد و ضریب تعیین 96/0 بدست آمد. نتایج حاصل از تحلیل سری های فصلی نشان داد که با بکارگیری مدل بیلان انرژی در سطح خاک و تصاویر ماهواره ای، بیشترین تطابق بین مقادیر محاسباتی و مشاهداتی به ترتیب طی فصول تابستان و زمستان رخ می دهد. نتیجه گیری: نتایج کلی این پژوهش بیان کننده دقت قابل قبول و مناسب هر دو روش بکار گرفته شده و توصیه روش بیلان انرژی در سطح خاک بدلیل دقت بالاتر آن است. بر این اساس این امکان وجود دارد که از روش کلی بکار گرفته شده در این پژوهش برای شبیه سازی دمای سطح خاک در مناطق مختلف استفاده کرد و و از میانگین شبانه روزی دمای سطح خاک برآوردشده برای کاربردهای مختلفی از جمله بعنوان یک متغیر ورودی در مدل های شبیه سازی دما و رطوبت در خاک استفاده کرد.

Authors

یونس خوشخو

گروه علوم و مهندسی آب- دانشگاه کردستان

مراجع و منابع این Paper:

لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این Paper را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود Paper لینک شده اند :
  • Alkhaier, F., Schotting, R.J., and Su, Z. 2009. A qualitative ...
  • effect on surface temperature of bare soil. Hydrol. Earth Syst. ...
  • Alvenas, G., and Jansson, P.E. 1997. Model for evaporation, moisture ...
  • soil: calibration and sensitivity analysis. Agric. For. Meteorol. 88: 47-56. ...
  • Beltrami, H., Gosselin, C., and Mareschal J.C. 2003. Ground surface ...
  • Spatial and temporal variability. Geophysical Research Letters. 30: 10. 1-4. ...
  • Flerchinger, G.N. 1991. Sensitivity of soil freezing simulated by the ...
  • Amer. Soc. Agric. Engr. 34: 2381-2389. ...
  • Gao, Z.Q., Ning, J.C., and Gao, W. 2009. Response of ...
  • land use/cover change by remote sensing. Trans. CSAE. 25: 274-281. ...
  • Giorgi, F., and Avissar, R. 1997. Representation of heterogeneity effects ...
  • modelling: experience from land surface modeling. Rev. Geophys. 35: 413-437. ...
  • Gustafsson, D., Lewan, E., and Jansson, P.E. 2004. Modeling water ...
  • boreal landscape-comparison of forest and arable land in Scandinavia. J. ...
  • Herb, W.R., Janke, B., Mohseni, O., and Stefan, H.G. 2008. ...
  • simulation for different land covers. J. Hydrol. 356: 3. 327-343. ...
  • Hu, G., Wu, X., Zhao, L., Li, R., Wu, T., ...
  • for soil surface temperature from air temperature in permafrost regions ...
  • Tibet) Plateau of China. Meteorology and Atmospheric Physics. 129: 4. ...
  • Jansson, P.E., and Karlberg, L. 2010. Coupled heat and mass ...
  • Jin, M.L., and Dickinson, R.E. 2010. Land surface skin temperature ...
  • tting from the strengths of satellite observations. Environ. Res. Lett. ...
  • Kerridge, B.L., Hornbuckle, J.W., Christen, E.W., and Faulkner, R.D. 2013. ...
  • surface temperature to assess soil evaporation in a drip irrigated ...
  • management. 116: 128-141. ...
  • Kersten, M.S. 1949. Laboratory research for the determination of the ...
  • soils. ACFEL Tech. Rep. 23. University of Minnesota, Minneapolis. ...
  • Khoshkhoo, Y., Jansson, P.E., Irannejad, P., Khalili, A., and Rahimi, ...
  • an energy balance model to simulate wintertime soil temperature, soil ...
  • depth for a 14 year period in a high elevation ...
  • Technology. 119: 47-60. ...
  • Khoshkhoo, Y. 2016. Simulation of the snow depth using Single ...
  • at Saghez station. Iran. J. Soil Water Res. 47: 3. ...
  • Khoshkhoo, Y., Esmaeili, S., and Abdollahi, M. 2017. Estimating daily ...
  • temperature parameters in the Kurdistan province using MODIS satellite images. ...
  • Water Res. 49: 2. 413-423. (In Persian) ...
  • Kleissl, J., Moreno, H., Hendrickx, J.M.H., and Simunek, J. 2007. ...
  • surface temperatures. In Proc. International Society for Optical Engineering, SPIE. ...
  • Liang, L.L., Riveros-Iregui, D.A., Emanuel, R.E., and McGlynn, B.L. 2014. ...
  • framework to estimate distributed soil temperature from discrete air temperature ...
  • measurements in data-scarce regions. J. Geophys. Res. Atmos. 119: 407-417. ...
  • Luo, D., Jin, H., Lu, L., and Zhou, J. 2016. ...
  • surface temperatures and the relationship with air temperatures in the ...
  • Regions during 1980–2013. Theoretical and applied climatology. 123: 3-4. 885-897. ...
  • Mualem, Y. 1976. A new model predicting the hydraulic conductivity ...
  • media. Water Resour. Res. 12: 513-522. ...
  • Newman, G.P. 1995. Heat and Mass Transfer in Unsaturated Soils ...
  • Thesis. University of Saskatchewan. Saskatoon. Canada. 212p. ...
  • Philip, J.R., and deVries, D.A. 1957. Moisture movement in porous ...
  • temperature gradients. Eos Trans. 38: 2. 222-232. ...
  • Pielke, R.A. 2001. Influence of the spatial distribution of vegetation ...
  • prediction of cumulus convective rainfall. Rev. Geophys. 39: 151-177. ...
  • Qian, B.D., Gregorich, E.G., Gameda, S., Hopkins, D.W., and Wang, ...
  • temperature trends associated with climate change in Canada. J. Geophys. ...
  • Schelde, K., Thomsen, A., Heidmann, T., Schjonning, P., and Jansson, ...
  • Diurnalfluctuations of water and heat flows in a bare soil. ...
  • Simunek, J., Sejna, M., and VanGenuchten, M.T. 1998. The HYDRUS-1D ...
  • for simulating water flow and solute transport in two-dimensional variably ...
  • Version 2.0. IGWMC-TPS-70. International Ground Water Modeling Center. Colorado ...
  • School of Mines, Golden, 202p. ...
  • Staniec, M., and Nowak, H. 2016. The application of energy ...
  • to predict annual soil temperature distribution. Energy and Buildings. 127: ...
  • Sun, D., and Kafatos, M. 2007. Note on the NDVI-LST ...
  • Sun, Z., Wang, Q., Batkhishig, O., and Ouyang, Z. 2015. ...
  • evapotranspiration and land surface temperature under energy and water-limited conditions ...
  • in dry and cold climates. Advances in Meteorology. 39: 1-9. ...
  • Xiong, J., Wu, B.F., Yan, N.N., Zeng, Y., and Liu, ...
  • land surface evaporation using remote sensing and meteorological data in ...
  • J. Sel. Topics Appl. Earth Observ. Remote Sensing. 3: 3. ...
  • Yang, Y., Qiu, J., Su, H., Bai, Q., Liu, S., ...
  • Approach for Estimating Land Surface Heat Fluxes Using Remotely Sensed ...
  • Temperature. Remote Sensing. 9: 1-25. ...
  • نمایش کامل مراجع