هواشناسی کشاورزی
سال:1402 | دوره:11 | شماره:1 |تعداد مقالات:6

تابش خورشیدی رسیده به سطح زمین یکی از مهم ترین متغیرهای مورد استفاده در پروژه های انرژی خورشیدی، مدل سازی هیدورولوژی، تبخیر و تعرق، هواشناسی و کشاورزی می باشد. در این تحقیق قابلیت عملکرد روش آنالیز مولفه های اصلی و رگرسیون چند متغیره خطی، در پیش بینی مقدار تابش خورشیدی در ایستگاه یزد در حد فاصل سال های 2010 تا 2014 و 2015 تا 2021 بررسی شد. متغیرهای میانگین دما، دمای کمینه، دمای بیشینه، ساعات آفتابی، رطوبت نسبی و تابش خورشیدی بصورت روزانه از سازمان هواشناسی دریافت و متغیرهای تابش فرازمینی، فاصله نسبی زمین تا خورشید، زاویه میل خورشیدی و حداکثر ساعات آفتابی با روابط موجود محاسبه و به عنوان ورودی روش آنالیز مولفه اصلی انتخاب شدند. همبستگی این پارامترها با مقدار تابش خورشیدی نشان از وجود رابطه معنی دار مثبت در سطح 1 درصد بین مقادیر تابش خورشیدی و تابش فرازمینی، نسبت ساعات آفتابی، دمای میانگین و فاصله نسبی زمین تا خورشید و با زاویه میل خورشیدی در سطح 5 درصد و همبستگی منفی معنی دار در سطح 1 درصد با مقادیر رطوبت نسبی دارد. نتایج حاصل از بررسی مولفه های اصلی نشان داد که می توان دو مولفه اول را با توجه به مقادیر ویژه حاصل از پارامترها و درصد واریانس، به عنوان مولفه اصلی انتخاب کرد. ضریب همبستگی مولفه های اول و دوم با تابش خورشیدی به ترتیب 893/0و 168/0- به دست آمد و در نتیجه مولفه اول نسبت به مولفه دوم با مقدار تابش خورشیدی همبستگی بیشتری دارد. مقدار دوران شده بارگذاری، در مولفه اول نشان می دهد که دمای کمینه، دمای بیشینه، میانگین دما و رطوبت نسبی با تابش خورشیدی همبستگی بیشتری دارند و همبستگی بقیه عوامل (تابش فرازمینی، زاویه میل خورشیدی و فاصله نسبی زمین تا خورشید و نسبت ساعات آفتابی) در این مولفه کم است. بررسی رابطه بین تابش خورشیدی و مقادیر مولفه های اصلی بدست آمده از PC1 و PC2 با استفاده از رگرسیون خطی چند متغیره نشان داد که اثر پارامترهای هواشناسی بر تابش خورشیدی معنی دار (001/0>p) و ضریب تبیین آن (R2) به میزان 89/0 درصد تعیین شد. معیارهای ارزیابی روش های PCR و MLR بیانگر توانائی روش PCA برای برآورد تابش خورشیدی است.

تعیین مناطق مستعد جهت اجرای طرح های کوچک جمع آوری آب باران می تواند به بیشینه سازی استفاده و افزایش بهره وری آب باران کمک کند. در تحقیق حاضر، با استفاده از دو نوع مدل های تصمیم گیری چند معیاره شامل مدل تحلیل شبکه ای (ANP) و مدل تحلیل سلسله مراتبی (AHP)، مناطق مستعد جهت اجرای سامانه های کوچک جمع آوری آب باران در استان اصفهان مورد بررسی قرار گرفت و نتایج حاصل از دو مدل از نظر آماری باهم مقایسه گردید. در این پژوهش، از متغیرهای بارش (بارش سالانه 111 ایستگاه سینوپتیک،کلیماتولوژی، تبخیرسنجی و باران سنجی)، شیب زمین، نفوذپذیری خاک، پوشش گیاهی، حاصلخیزی خاک، فاصله از شهر و روستا و فاصله از جاده استفاده شد. نتایج نشان داد که در هر دو مدل شهرستان های خمینی شهر با حدود 63 درصد و مبارکه با حدود 55 درصد از اراضی، دارای بیشترین درصد مناطق مستعد (خوب و خیلی خوب) و شهرستان های آران و بیدگل (4 درصد) و اردستان (6 درصد) کمترین درصد مناطق مناسب جهت احداث سامانه های کوچک جمع آوری آب باران هستند. برای کل استان نیز بر اساس مدل های AHP و ANP به ترتیب حدود 8/24 و 8/21 درصد از اراضی در وضعیت خوب و خیلی خوب جهت اجرای سامانه های کوچک جمع آوری آب باران قرار دارند. همچنین نتایج نشان داد که بر اساس هر دو روش AHP و ANP، حدود 3/76 درصد از اراضی با شرایط خوب و خیلی خوب جهت احداث این سامانه ها در شهرستان های خشک و نیمه خشک و 7/23 درصد در مناطق نیمه مرطوب غرب و جنوب غرب استان قرار دارند. مقایسه آماری نتایج دو مدل نشان داد که تفاوت بین مساحت سطوح مستعد در سطح 01/0 معنی داری است. این تفاوت ناشی از نحوه اختصاص وزن به لایه های اطلاعاتی ورودی است.

با توجه به تغییر پذیری عوامل اقلیمی و محدودیت منابع آب در ایران، ضرورت دارد تا تامین نیازهای دمایی گیاهان گلخانه ای جهت مکانیابی صحیح احداث گلخانه ها ،  بهینه سازی مصرف انرژی و بهره وری تولید موررد بررسی قرار گیرد. در این پژوهش با استفاده از اطلاعات بلندمدت دمای هوا در ایستگاههایی منتخب در گستره ایران، اقدام به برآورد نیازهای گرمایشی و سرمایشی هفت محصول مهم گلخانه ای کشور در سه دسته از گیاهان صیفی و تزیینی شامل  خیار، گوجه فرنگی، فلفل دلمه ای، توت فرنگی گل های داوودی، رز و میخک شده است. نتایج پژوهش حاضر بیانگر وجود تغییرات مشهود در نیازهای سرمایشی و گرمایشی گیاهان منتخب در سطح کشور بوده است. به نحوی که، متوسط مقادیر نیاز گرمایشی برای محصولات موردمطالعه فوق الذکر به ترتیب 3322، 4206، 3598،3598، 3059، 3894، 2322  درجه-روز و نیاز سرمایشی به ترتیب 1850، 1850، 2052،2476 2261، 2052، 2476 درجه-روز برآورد شد.

پیش بینی تبخیر به­عنوان یک جزء اصلی چرخه هیدرولوژیکی، اهمیت زیادی در مطالعات هواشناسی و منابع آب دارد. در این پژوهش، کارایی مدل های ARIMA، SARIMA، برنامه ریزی بیان ژن، رگرسیون خطی چندگانه، مونت کارلو و توماس فیرینگ در پیش بینی مقادیر ماهانه تبخیراز تشت بررسی گردید. بدین منظور، داده های تبخیر ماهانه ایستگاه تبخیرسنجی سد اکباتان در یک دوره 47 ساله (1396-1350) مورد استفاده قرار گرفتند. از آمار دوره 40 ساله 1389-1350 برای واسنجی و از داده های سالهای 1396-1390 جهت  اعتبارسنجی مدلها نتایج استفاده گردید. معیارهای ارزیابی ضریب تبیین، ریشه میانگین مربعات خطا، خطای استاندارد، معیار اطلاعاتی آکائیک و ضریب نش- ساتکلیف برای ارزیابی و مقایسه عملکرد مدل ها مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان داد که مدل SARIMA عملکرد دقیق تری در پیش­بینی تبخیر ماهانه داشته و مدل های برنامه ریزی بیان ژن، ARIMA و رگرسیون خطی چندگانه به ترتیب در رتبه های دوم تا چهارم قرار دارند. با توجه به این که مدل برنامه ریزی بیان ژن از سهولت کاربست بیشتر و تعداد پارامتر کمتری نسبت به مدل SARIMA برخوردار است ، پیش بینی را آسان تر و در زمان کمتری انجام می دهد و در میان روشهای مورد استفاده قابل توصیه است.

در این تحقیق تاثیر دو رهیافت تجزیه مد تجربی (EMD) و تبدیل موجک گسسته حداکثر همپوشانی (MODWT) بر پردازش سری زمانی متغیرهای دمای میانگین، سرعت باد و بارندگی در مقیاسهای زمانی سالانه، ماهانه و تک ماه ها ارزیابی شد. ایستگاه های منتخب شامل رامسر، کرمانشاه، همدان، سمنان، مشهد، شیراز، اردبیل، ارومیه، زنجان، یزد، تبریز، مراغه و میانه بودند. در تجزیه سری زمانی به روش EMD، روند برخی از زیر سری های ترکیبی و در رهیافت MODWT، روند برخی از زیر سری ها با نتایج روند آزمون من- کندال سری زمانی اصلی داده ها همخوانی داشتند، میزان این تطابق متاثر از مقدار عددی آماره من- کندال سری زمانی اصلی و علامت آن نیز می باشد. سطح معنی داری آزمون من-ویتنی در مقایسه سری زمانی اصلی داده های مشاهداتی (سالانه) با زیر سری های حاصل از دو رهیافت بیشتر از 05/0 بود که حاکی از عملکرد قابل قبول رهیافتهای EMD و MODWT است. بررسی کلی نشان داد، در تمام مقایسات زیر سری های هر رهیافت با سری اصلی در هر ایستگاه، مقدار متوسط سطح معنی-داری رهیافت MODWT بیشتر از EMD می باشد. همچنین میانگین سطح معنی داری سری زمانی دما از سری های بارندگی و سرعت باد بیشتر بوده است. آزمون LSD در سطح اطمینان 95٪ حاکی از انطباق روند سری های زمانی اصلی و زیر سری های ترکیبی است و مهارت این دو رهیافت را تایید می کند.

تغییرات کاربری اراضی به ویژه اراضی کشاورزی، تاثیر بسزایی در خرداقلیم و مدیریت منابع طبیعی و تبادل شار مابین سطح زمین و جو دارد. سنجش ازدور، یکی از روشهای قابل اعتماد و دقیق در تهیه نقشه های کاربری اراضی بویژه در گسترهای وسیع می باشد.هدف از این مطالعه تهیه نقشه کاربری اراضی و آشکارسازی تغییر سطح پوشش مشتمل بر صنعتی، کشاورزی ، مسکونی و بایر در شهرستان زرند واقع در استان کرمان در سال­های 1366 و 1399 ، با استفاده از تصاویر ماهواره ای می باشد. به منظور طبقه­بندی کاربری اراضی در هریک ازین گروههای 4 گانه، از سه روش حداکثر درستنمایی، شبکه عصبی مصنوعی و ماشین بردار پشتیبان استفاده شد که ماشین بردار پشتیبان به عنوان روش برگزیده انتخاب گردید. به طورکلی نتایج نقشه های کاربری اراضی در سال های مورد مطالعه حاکی از افزایش 64 هکتاری بخش کشاورزی، 17 هکتاری بخش شهری و 2 هکتاری بخش صنعتی می­باشد. افزایش مناطق صنعتی شهرستان و افزایش مناطق با کاربری کشاورزی دو مورد بسیار با اهمیت در تغییر محتمل الگوهای کشت و اقلیم کشاورزی منطقه بوده و شایسته توجه بیشتر در برنامه ریزی های بلند مدت زیست محیطی منطقه است.