تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی

تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی

کاربرد تجزیه علیت در تعیین پارامترهای هواشناسی غالب بر تبخیر- تعرق گیاه مرجع در آذربایجان غربی

نویسندگان
یعقوب دین پژوه 1
معصومه فروغی 2
1 دانشیار گروه مهندسی منابع آب، دانشکده کشاورزی دانشگاه تبریز
2 دانشجوی دکترای آب و هواشناسی دانشگاه تبریز
10.29252/jgs.20.58.163
چکیده
تبخیر- تعرق گیاه مرجع یکی از مهم­ترین مولفه­ های هیدرولوژیکی بوده و تخمین مناسب آن در پژوهش­های بیلان آب، مدیریت منابع آب و بهبود مصرف آب در بخش کشاورزی کاربرد دارد. در این مطالعه به بررسی اثرات مستقیم و غیرمستقیم پارامترهای هواشناسی بر روی ET0 در استان آذربایجان ­غربی با استفاده از تجزیه­ی علیت پرداخته شد. بدین منظور از آمار هواشناسی ایستگاه سینوپتیک استان آذربایجان غربی با بیش از 20 سال آمار، استفاده شد. جهت برآورد ET0، از فرمول FAO-PM56 استفاده گردید. در ادامه مقدار ET0 با استفاده از مدل رگرسیون چندگانه خطی نیز تخمین زده شد. سپس به منظور ارزیابی عملکرد مدل رگرسیونی، از آماره­های جذر میانگین مربعات خطا (RMSE)، میانگین قدرمطلق خطا (MEA)، ضریب سات- ناش کلایف (NSH) و ضریب تعیین (R2) استفاده گردید. آنگاه ضریب همبستگی بین ET0 و هر یک از پارامترهای هواشناسی به دست آمد و سپس تاثیر اثرات مستقیم (P) و غیر مستقیم هر یک از پارامترهای هواشناسی بر روی ET0 با استفاده از روش تجزیه­­ علیت محاسبه شد. جذر میانگین مربعات خطا مابین 0/05و 0/15و میانگین قدر مطلق خطا مابین 0/04و 0/12، ضریب سات- ناش کلایف مابین 0/91و 0/99و ضریب تعیین مابین 0/91و 0/99، بدست آمد. همچنین مشخص شد که سرعت باد در تمامی ایستگاه­ های مورد مطالعه، همبستگی معنی­داری (در سطح 0/01درصد) با ET0 دارد. از نتایج تجزیه علیت مشخص شد که بیشترین مقدار P (اثر مستقیم پارامترهای هواشناسی بر ET0) در همه ­ایستگاه­ ها متعلق به سرعت باد می­ باشد که مقدار آن برای ایستگاه­های ارومیه؛ 0/85، پیرانشهر؛ 0/99،تکاب؛ 0/97، خوی؛ 0/90، سردشت؛ 06/1؛ ماکو؛ 0/64و مهاباد؛ 0/78می­ باشد.
کلیدواژه‌ها
آذربایجان غربی
تبخیر- تعرق گیاه مرجع
تجزیه‌ی علیت
پارامترهای هواشناسی
رگرسیون گام به گام

عنوان مقاله English

Application of Path Analysis in identification of dominant effective meteorological parameters on ET0 in West Azarbaijan

نویسندگان English

Yagob Dinpashoh 1
Masoumeh Foroughi 2
چکیده English

Reference evapotranspiration (ET0) is a climatic parameter and can be computed from weather data. It is one of the most important hydrological parameters for calculating crop water demand, scheduling irrigation systems, preparing input data to hydrological water-balance models, regional water resources assessment, and planning and management for a region and/or a basin. The climatic data from synoptic stations with more than 20 years continues record in West Azarbaijan province was used. The well-known FAO-PM56 method was used to calculate the ET0. Then Multiple linear Regression (MLR) was used to estimate the ET0. The RMSE, MEA, NSH, and R2 were used to evaluate the performance of the MLR model. Then, the correlation coefficient (r) between ET0 and each of the meteorological parameters was obtained. And finally, with using Path analysis method, the influence of direct (P) and indirect effects of the meteorological parameters on ET0 was calculated. In the studied synoptic stations, NSH between 0.91 and 0.99, R2 between 0.91 and 0.99, RMSE between 0.05 and 0.15, and MEA between 0.04 and 0.12 were obtained. Also, it was found that the wind speed at all of stations had a significant correlation (at the 0.01% level) with ET0. The path analysis results showed that the maximum value of P (direct effect of meteorological parameters on ET0) in all of the stations belongs to wind speed. The P value of wind speed in Urmia equal to 0.85, Piranshahr equal to 0.99, Takab equal to 0.97, Khoy equal to 0.90, Sardasht equal to 1.06, and Mahabad equal to 0.78 are obtained.

کلیدواژه‌ها English

Meteorological parameters
path analysis
reference evapotranspiration
Stepwise Regression
West Azerbaijan Province
Allen, R.G, Pruitt, W.O., (1991), FAO-24 reference evapotranspiration factors. J. Irrig. and Drain. Eng, ASCE 117(5):758-773.
Allen, RG., Pereira, LS., Raes, D. and Smith, M., (1998), Crop Evapotranspiration: Guideline for computing crop requirements FAO irrigation and drainage paper. No. 56, FAO Rome, Italy.
Balan, B., Mohaghegh, S., Ameri, S., (1995). State- of- art- in permeability determination from well log data: Part 1- A comparative study. Model Development, SPE Technical Report 30978:17-25.
Cai, J., Liu, Y., Xu, D., Shi, B., (2008), Sensitivity analysis on water deficit indicator of winter wheat based on path analysis theory. J. Hydraul., Eng., 39 (1): 83–90.
Dinpashoh, Y., (2006), Study of reference crop evapotranspiration in I.R. of Iran. Agricultural Water Management. 84(1-2): 123-129.
Goyal, R.K., (2004), Sensitivity of evapotranspiration to global warming: A case study of arid zone of Rajasthan (India). Agricultural Water Management, 69:1–11.
Khdkar, D.D., Singh, P.K., Bhakar, S.R., Kothari, M., Jain, H.K., Mudgal, V.D., (2016), Modeling of Reference Evapotranspiration using Regression Techniques. International Journal of Agriculture Sciences, 8 (26): 3529-3532.
Ladlani, I., Hauichi, L., Dhemili, L., Hedden, S., Blouze, K, (2012). Estimation of Daily Reference Evapotranspiration in North of Algeria using Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System (ANFIS) and Multiple Liner Regression (MLR) Models: A Comparative Study, Arab. J Sci Eng, 39:5959-5969.
Liu, Y., Yu, M., Ma, X., Xing, X., (2016), Estimating models for reference evapotranspiration with core meteorological parameters via path analysis. Hydrology Research, 48 (6): 1-15.
Mahida, H.R., Patel, V.N., (2015), Impact of Climatological Parameters on Reference Crop Evapotranspiration Using Multiple Linear Regression Analysis, SSRG International Journal of Civil Engineering (SSRG-IJCE), 2(1): 22-25.
Manikumari, N., Vinodhini, G., (2016) Regression Models for Predicting Reference Evapotranspiration, International Journal of Engineering Trends and Technology (IJETT), 38(3): 134-139.
Stagnari, F., Galieni, A., Speca, S., Cafiero, G., Pisante, M., (2014). Effects of straw mulch on growth and yield of durum wheat during transition to conservation agriculture in Mediterranean environment, Field Crop Res, 167, 51–63.
Talebnejad, R., Sepaskhah, A.R., (2015), Effect of different saline groundwater depths and irrigation water salinities on yield and water use of quinoa in lysimeter, Agric, Water Manage, 148, 177–188.
Xing, X., Liu, Y., Zhao, W.G., Kang, D.G., Yu, M., Ma, X., (2016), Determination of dominant weather parameters on reference evapotranspiration by path analysis theory, Computers and Electronics in Agriculture, 120: 10-16.
Yu, S.W., Zhu, K.J., Zhang, X., (2012) Energy demand projection of China using a path-coefficient analysis and PSO-GA approach, Engerg. Convers, Manage, 53 (1):142–153.
Zakizadeh, M., Esmaeilzadeh Moghaddam, M., Kahrizi, D., (2010), Study on genetic variation and relationship between plant characteristics and grain yield in long spike bread wheat (Triticum aestivum L.) genotypes using multivariate analysis. Iranian Journal of Crop Science, 12: 18-30.
Zhang, B.Z., Xu, D., Liu, Y., Li, F.S., Cai, J.B., Du, L.J., (2016), Multi-scale evapotranspiration of summer maize and the controlling meteorological factors in north China, Agric., Forest Meteorol., 216: 1–12.
Zhang, X.S., Yan, Y., Hu, Zh., H., (2017) Using Path Analysis to Identify Impacting Factors of Evapotranspiration at Different Time Scales in Farmland, Chinese Journal of Agrometeorology, 38(4):201-210.