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

Document Type : Research Paper

Authors

Abstract

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.

Keywords

References

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.
Water and Soil Science
Volume 26, 3-2
December 2016
Pages 229-241

Files

Share

How to cite

Statistics