واسنجی ضرایب رابطه آنگستروم- پرسکات در ایستگاه‌های منتخب استان خراسان رضوی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار اقلیم شناسی، دانشکده جغرافیا و علوم محیطی، دانشگاه حکیم سبزواری، سبزوار

2 دانشجوی دکتری اقلیم‌شناسی شهری، دانشکده جغرافیا و علوم محیطی، دانشگاه حکیم سبزواری، سبزوار

چکیده

میزان تابش کل خورشیدی رسیده به سطح زمین، یکی از مهم­ترین پارامترها در توازن گرمایی سیستم زمین-جو محسوب می­شود. در تحقیق حاضر از رابطه­های بلک و آلن به­ترتیب برای تخمین تابش کل خورشیدی روزانه رسیده به سطح زمین و لایه بالایی جو استفاده شد. مقادیر تابش برآورد­شده در سطح زمین توسط رابطه بلک با داده­های پیرانومتر ایستگاه مشهد مقایسه شد. نتایج نشان داد که بین مقادیر تابش اندازه­گیری­شده با پیرانومتر و مقادیر تابش برآورد­شده توسط رابطه بلک اختلاف کمی وجود دارد. سپس ضرایب رابطه آنگستروم- پرسکات در ایستگاه مشهد واسنجی و نتایج آن بر اساس معیارهای مختلف آماری، با مدل­های آنگستروم- پرسکات که در تحقیقات قبلی برای ایستگاه مشهد پیشنهاد شده بود، مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج نشان داد مدل تدوین شده در این مطالعه از دقت بالاتری برخوردار است. ریشه میانگین مربعات خطا برای مدل پیشنهادی توسط نگارندگان، علیزاده و خلیلی و فائو به ترتیب معادل 57/4، 61/4 و 02/5 مگاژول بر مترمربع بر روز به­دست آمد. سپس با در دست­ داشتن مقادیر تابش به­دست آمده توسط رابطه بلک و آلن، ضرایب رابطه آنگستروم- پرسکات در دیگر ایستگاه­های استان خراسان رضوی نیز واسنجی گردید. در نهایت، مقادیر تابش به­دست آمده بر روی یک سطح افقی در روی زمین با استفاده از روش کریجینگ معمولی پهنه­بندی شد. نتایج حاصل از پهنه­بندی تابش نشان داد مناطق جنوبی استان از نظر دریافت تابش خورشیدی، پتانسیل بیشتری دارند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Calibration of Angstrom- Prescott Coefficients for Selected Stations of Khorasan-e Razavi Province

نویسندگان [English]

  • Q Fallah Ghalhari 1
  • F Shakeri 2
چکیده [English]

The solar radiation reached to the Earth surface is an important parameter in thermal balance of the Earth- Atmosphere system. In this study, the Black and Allen models were used for estimating daily global solar radiation reached to the Earth surface and the atmosphere upper layer, respectively. The estimated radiation at ground level by Black model was compared with the Pyranometer data at Mashhad station. The results showed that there was little difference between the amount of radiation measured with Pyranometer and the estimated one by the Black model. Then the coefficients of Angstrom-Prescott model for Mashhad station, was calibrated. In the next stage, the obtained results were compared with the Angstrom-Prescott models that had been proposed in previous researches for Mashhad station. The results showed that the developed model in this study had a high accuracy. Root mean squared error values for the model proposed here by authors, Alizadeh and Khalili and FAO were obtained 4.57, 4.61 and 5.02 MJ M-2 day-1, respectively. Then, the Angstrom-Prescott coefficients at other stations of Khorasan Razavi Province were calibrated using values obtained by the Black and Allen relations. Finally, the obtained radiation values on a horizontal surface on ground level using ordinary Kriging were mapped. The results of the mapping of radiation showed that the southern areas of the province had more potential from the view of receiving solar radiation.

کلیدواژه‌ها [English]

  • : Allen relation
  • Angstrom- Prescott relation
  • Black relation
  • Ordinary Kriging method
  • Radiation
آقاشریعتمداری ز، خلیلی ع، ایران نژاد پ و لیاقت ع، 1390. واسنجی و تغییرات سالانه ضرایب رابطه آنگستروم- پرسکات (a و b) در مقیاس­های زمانی مختلف. نشریه آب و خاک، جلد 25، شماره 4، صفحه­های 911-905.
خلیلی ع و رضایی صدر ح، 1376. برآورد تابش کلی خورشید در گستره ایران بر مبنای داده­های اقلیمی. تحقیقات جغرافیایی، شماره 46، صفحه­های 15 تا 35.
صفائی ب،  خلجی اسدی م، تقی زاده ح،  جیلاوی ا، طالقانی  گ و دانش م، 1384. برآورد پتانسیل تابش خورشیدی در ایران و تهیه اطلس تابشی آن. علوم و فنون هسته­ای، جلد 33، صفحه­های 27 تا 34.
صمیمی ج، 1373. برآورد تابش خورشیدی بر اساس ارتفاع و کاربرد آن در اقلیم خورشیدی ایران. مجله فیزیک، شماره 12، صفحه­های 18 تا 26. 
علیزاده ا و خلیلی ن، 1388. تعیین ضرایب معادله آنگستروم و توسعه یک معادله رگرسیونی برآورد تابش خورشیدی (مطالعه موردی: منطقه مشهد). آب و خاک (علوم  صنایع کشاورزی)، جلد 23، شماره 1،  صفحه­های 229 تا 238.
فلاح قالهری غ، 1393. آب و هوای لایه مرزی. انتشارات دانشگاه حکیم سبزواری. چاپ اول. صفحه­های 41 تا 58.
معینی س، جوادی ش، کوکبی م و دهقان منشادی م، 1389. برآورد تابش خورشیدی در ایران با استفاده از یک مدل بهینه. نشریه انرژی ایران، دوره 13، شماره 2، صفحه­های 1 تا 10.
موسوی بایگی م،  اشرف ب و میان آبادی آ، 1389. بررسی مدل­های مختلف برآورد تابش خورشیدی به­منظور معرفی مناسب­ترین مدل در یک اقلیم نیمه­خشک. مجله آب و خاک، جلد 24، شماره 4، صفحه­های 836 تا 844.
نادی م، بذرافشان ج و قهرمان ن، 1389. مقایسه روش­های مختلف تخمین پارامتر­های مدل آنگستروم برای برآورد تابش روزانه خورشید بر رویه­های افقی. صفحه­های 139 تا 142. چهاردهمین کنفرانس ژئوفیزیک ایران، مقالات شفاهی، تهران، انجمن ژئوپلتیک ایران.
Allen RG, Pereira LS, Raes D, Smith M, 1998. Crop evapotranspiration: guidelines for computing crop water requirements, FAO Irrigation and Drainage, Paper No 56, Rome.
Almorox J, Hontoria C, Benito M, 2011. Models for obtaining daily global solar radiation with measured air temperature data in Madrid (Spain). Applied Energy 88:1703-1709.
Angstrom A.k, 1924. Solar and terrestrial radiation. Quarterly Journal of Royal Meteorological Society 50: 121–125.
Anonymous. 2003. World agriculture. Towards 2015/2030. A FAO Perspective. Earth scan Publications Ltd., London.
Belcher BN, DE Gaetano AT, 2007. A revised empirical model to estimate solar radiation using automated surface weather observations. Solar Energy 81(3): 329–345.
Jacovides CP, 1997. Reply to comment on Statistical procedures for the evaluation of evapotranspiration models. Agricultural Water Management 3: 95-97.
Liasat, MC. Snyder, RL, 1998. Data error effects on net radiation and evapotranspiration estimation. Agricultural and Forest Meteorology 91(3/4): 209-221.
Liu X, Li Y, Zhonghu X, Zhao C, Jensen JR, Zhao Y, 2014. Towards increasing availability of the Ångström–Prescott radiation parameters across China: Spatial trend and modeling, Energy Conversion and Management 87(11): 975-989.
Paltridge GW, Proctor D, 1976. Monthly mean solar radiation statistics for Australia. Solar Energy 18:235–43.
Persaud ND, Lesolle D, Ouattara M, 1997. Coefficients of the Angström-Prescott equation for estimating global irradiance from hours of bright sunshine in Botswana and Niger, Agricultural and Forest Meteorology 88(1-4): 27-35.
Prescott JA, 1940. Evaporation from a Water Surface in Relation to Solar Radiation. Transactions of Royal Society, South Australia 64: 114–118.
Robaa SJ, 2009. Validation of the existing models for estimating global solar radiation over Egypt. Energy Conversion and Management 50: 184-193.
Rosenberg, NJ, Blad, BL, Verma, SB. 1983. Microclimate: The Biological Environment, 2nd Ed. Wiley (Interscience), New York.
Yang K, Koike T, Ye B, 2006. Improving estimation of hourly, daily, and monthly solar radiation by importing global data sets. Agricultural and Forest Meteorology 137: 43–55.