عنوان پایان‌نامه

واسنجی معادله هارگریوس برای برآورد تابش خورشیدی رسیده به زمین با استفاده از تصاویر ماهواره مودیس



    دانشجو در تاریخ ۰۸ بهمن ۱۳۹۱ ، به راهنمایی ، پایان نامه با عنوان "واسنجی معادله هارگریوس برای برآورد تابش خورشیدی رسیده به زمین با استفاده از تصاویر ماهواره مودیس" را دفاع نموده است.


    رشته تحصیلی
    مهندسی‌کشاورزی‌-آبیاری و زهکشی
    مقطع تحصیلی
    کارشناسی ارشد
    محل دفاع
    کتابخانه پردیس ابوریحان شماره ثبت: 652;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 56286
    تاریخ دفاع
    ۰۸ بهمن ۱۳۹۱
    دانشجو
    مریم علی حسینی
    استاد راهنما
    علی رحیمی خوب
    چکیده
    لینک فایل چکیده
    چکیده انرژی خورشید بزرگترین منبع تامین انرژی رایگان، پاک و عاری از اثرات مخرب زیست محیطی است که به صورت گسترده بر پدیده‌های سطح زمین مانند آب و هوا، زیست و غیره اثر دارد. اندازه گیری تابش خورشید همواره از مسائل مهم بشر بوده است. ولی متاسفانه اندازه گیری آن به صورت محدود انجام می‌گیرد. زیرا تجهیزات اندازه گیری آن گران بوده و تکنیک‌های خاصی مورد نیاز است. بنابراین نیاز به برآورد تابش در مناطق فاقد داده، با توجه به کمبود تعداد ایستگاه‌های تابش سنجی در کشور وجود دارد. از این رو روش‌های عددی به یک جایگزین مناسب تبدیل شدند. در سال‌های اخیر مدل‌های سنجش از دور که ورودی آنها از تصاویر ماهواره‌ای به دست می‌آید، برای تخمین تابش خورشید مورد استفاده قرار می گیرد. تصاویر ماهواره‌ای این مزیت را دارند که سطح وسیعی را پوشش ‌دهند و تغییرات مکانی پدیده‌ها در آن قابل بررسی است. از آنجا که تصاویر ماهواره‌ای نمی‌توانند تابش خورشیدی را مستقیما اندازه‌گیری کنند، باید مدل‌های موجود را طوری واسنجی کرد که بتوان در آنها به جای داده‌های هواشناسی، از داده‌های تصاویر ماهواره‌ای استفاده کرد. در این تحقیق مدل‌ هارگریوس و سامانی که با استفاده از اختلاف دمای بیشینه و کمینه روزانه هوا میزان تابش خورشید را برآورد می‌کند، طوری واسنجی شد، که بتوان به جای داده‌های دمای بیشینه و کمینه روزانه ایستگاه‌های هواشناسی، از داده‌های دمای سطح زمین در روز و شب سنجنده مودیس استفاده کرد. بدین منظور از داده‌های روزانه تابش رسیده به زمین و داده‌های روزانه دمای بیشینه و کمینه شش ایستگاه سینوپتیک در ایران برای دوره آماری 2003 تا 2005 استفاده شد. میانگین شاخص‌های آماری برای مدل هارگریوس واسنجی شده با استفاده از داده‌های هواشناسی برای شش ایستگاه به این ترتیب به دست آمد: ضریب تعیین 83/0، جذر خطای میانگین مربعات 04/11درصد، میانگین مطلق خطا 64/6 درصد و با استفاده از داده‌های ماهواره ای به این ترتیب: ضریب تعیین 85/0، جذر خطای میانگین مربعات 9/10درصد، میانگین مطلق خطا 13/4 درصد. از آنجا که شاخص‌های آماری دو روش نزدیک به هم بودند، نتایج نشان می‌دهد که داده‌های دمای سطح زمین در روز و شب سنجنده مودیس به ترتیب همبستگی خوبی با داده‌های دمای بیشینه و کمینه هواشناسی دارد و می توان در مدل هارگریوس به جای استفاده از داده‌های دمای بیشینه و کمینه ایستگاه‌های هواشناسی از داده‌های ماهواره ای استفاده کرد. کلمات کلیدی: سنجنده مودیس، تابش خورشیدی رسیده به زمین، مدل هارگریوس، دمای سطح زمین، دمای هوا
    Abstract
    Abstract: Global horizontal solar radiation (Rs) is the total amount of shortwave radiation received from above by a surface horizontal to the ground. This parameter is the primary energy source for all physical and biochemical processes, such as, snow melt, plant photosynthesis, evapotranspiration, and crop growth. However, Rs data is not as readily available as air temperature and precipitation data, in particular for arid and semi-arid regions, where the number of solar observation sites is poor. Even at stations where Rs is observed there could be many days when Rs data are missing or lie outside the expected range due to equipment failure and other problems. Satellite remote sensing is an attractive tool for obtaining information about ground surface for detecting regional variations of various surface phenomena. But most of the phenomena such as global solar radiation are not investigable by satellites directly; therefore the models with input data adapted to satellite images should be designed and compiled. Hargreaves formula relates Rs to difference between the maximum and minimum air temperature. In this study, day and night time land surface temperatures arrived from MODIS satellite images were used instead of maximum and minimum air temperature in Hargreaves formula. For this reason, Data for six weather stations of Iran from 2003 to 2005 were used for calibrating and evaluating new equation. The study demonstrated that the new model made acceptable estimates, in comparison with measured data. RMSE and R2, for the comparison were calculated 11% and 0.85 respectively. Keywords: Solar radiation, MODIS satellite, Hargreaves formula, air temperature, land surface temperature