عنوان پایان‌نامه
برآورد شارهای سطحی انرژی، دما و رطوبت خاک در ایران با استفاده از طرحواره پارامتره سازی سطح خشکی هایALSIS
- رشته تحصیلی
- مهندسی کشاورزی-هواشناسی کشاورزی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی شماره ثبت: 3723;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 41960
- تاریخ دفاع
- ۲۴ شهریور ۱۳۸۶
- دانشجو
- فروغ حبیبی قهفرخی
- استاد راهنما
- پرویز ایران نژاد
- چکیده
- بطور کلی فعالیت‌های اجتماعی و اقتصادی ما در سطح خشکی‌ها انجام می‌شود (هورنی ، 1998) افزایش جمعیت سبب افزایش فشار بر استفاده از منابع زمینی شده است و محصولات تولیدی نیز به کیفیت زمین کشت شده و آب در دسترس بستگی دارد و به همان اندازه به شرایط جوی وابسته است (ایران نژاد و شائو ، 2002). سطح زمین، سالانه میزان انرژی معینی را از طریق تابش خورشید جذب می‌کند که بخشی از آن را از طریق تبخیر از سطح زمین (به صورت گرمای نهان)، بخشی را از طریق همرفت (به صورت گرمای محسوس) و بقیه را از طریق تابش موج بلند به جو از دست می‌دهد. به این دلیل، در راستای بهبود کارآیی انرژی و درک بهتر پاسخ‌های محصول به تغییرات گرمایی و رطوبتی، اطلاع از تمامی اجزای معادله توازن انرژی مورد نیاز است (فلرچینگر ، 2000). یکی از مشکلات اساسی برای تحقیق در هواشناسی کشاورزی به منظور تصمیم‌گیری در خصوص نحوه‌ی مدیریت محصولات زراعی، چگونگی تبدیل اطلاعات محیط فیزیکی با استفاده از روش‌های موثق و معتبر است. دو عامل محیطی موثر در کاهش تولید محصولات کشاورزی عبارتند از: دمای نامطلوب و کمبود آب. در اقلیم‌های خشک گرم و نیمه گرم، مدیریت ذخایر آبی در تولید محصولات زراعی، در مقایسه با سایر عوامل محیطی، نیازمند توجه بیشتری است. تا کنون مطالعات متعددی در زمینه تدوین روش‌هایی برای تعیین توازن آب در خاک و تأمین آب مورد نیاز و محیط مناسب گیاه در مراحل مختلف رشد ارائه گردیده است (فلرچینگر، 2000). استفاده از طرحواره‌های سطح زمین از روش‌های تعیین توازن آب و انرژی در سطح خاک می‌باشد. طرحواره‌های سطح زمین بخشی از مدل‌های پیش‌بینی عددی وضع هوا یا مدل های اقلیمی هستند که مسئول برآورد شارهای انرژی، تکانه و جرم (رطوبت) بین سطح خشکی ها و جو و همچنین بیان کننده اثرات متقابل بین خاک، گیاه و جو در مقیاس‌های زمانی و مکانی مختلف هستند. این طرحواره‌ها مؤلفه‌های مختلف توازن‌های انرژی و آب را نزدیک سطح زمین (چند سانتیمتری سطح خاک که متغیرهای هواشناسی نیز بر خصوصیات هیدرولیکی و ترمودینامیکی تأثیر گذارند) برآورد می‌کنند. پارامترهای مختلف موجود در این مدل‌ها، فرآیندهای هیدرولوژیکی و بیوفیزیکی را برای برآورد شارهای رطوبتی (باران‌گیرش، نفوذ، رواناب و ذوب برف)، انرژی (جذب و پخش سطحی، تفکیک انرژی در دسترس به شارهای گرمای نهان و محسوس، ذخیره گرما) و تکانه (کشش اصطکاکی سطح در لایه مرزی سیاره‌ای) بیان می‌کنند (رسرو ، 2007). در شکل 1-1 فرآیندهای شرکت کننده در توازن آب و انرژی در سطح خشکی‌ها نشان داده شده است.
- Abstract
- Energy, moisture and momentum fluxes between land surfaces and atmosphere are securing lower boundary conditions for heat, moisture and momentum equations in atmospheric models and directly affect near surface climate. The purpose of this study is estimation of moisture and energy fluxes near land surface using atmospheric-land surface interaction scheme (ALSIS) and also prediction of temperature and moisture profiles in five agrometeorological stations namely Gharakhil, Neishabur, Kahriz, Zarghan and Shahrekord. The scheme was evaluated using soil and vegetation observations of the agrometeorological stations and meteorological data from nearby synoptic stations. Data required for simulation have been obtained by interpolating 3 and 6 hourly meteorological data. This scheme includes modeling the dynamics of heat and moisture within an unsaturated soil. Comparison of modeled and observed soil temperature data with and without canopy cover, showed an underestimation for bare soil condition. Soil moisture estimates showed an overestimation because of using estimated mean downward short wave radiation (SWR). Estimates of soil temperature and moisture have been affected significantly by incoming radiation and irrigation / precipitation, respectively. Estimates of surface energy fluxes show greater contribution of latent heat flux in comparison of other surface energy balance equation components in exit of energy from land surface. In 2004, net radiation flux received on land surface, was less than years 2003 and 2005 in all stations except for Neishabur,hence ground heat flux showed negative values which means deficit of surface energy and an upward heat flux from lower soil layers. The accuracy of modeled soil temperature data were more than soil moisture. Due to existence of a more complete dataset at Shahrekord and Gharakhil stations, soil temperature estimations were more precise. The results showed that dividing soil profile into several layers/compartment don not necessarily lead to improvement of the results, thus some other affecting variables should be considered. To come to valid comparisons, further scrutiny and modifications would be required.
