پیش بینی تبخیر و تعرق گیاه مرجع (ETO) با استفاده از روش آنالیز مؤلفه های اصلی (PCA) و توسعه مدل رگرسیونی خطی چندگانه (MLR-PCA) (مطالعه موردی: ایستگاه مشهد)

نوع مقاله : مقالات پژوهشی

نویسندگان

دانشگاه فردوسی مشهد

چکیده

تبخیر و تعرق یکی از مهمترین پارامترهایی است که دانستن آن جهت برآورد نیاز آبی گیاه و طراحی سیستم های آبیاری ضروری است، این پدیده متاثر از پارامترهای اقلیمی زیادی می باشد. در این پژوهش به بررسی تأثیر نسبی متغیرهای موثر در این پدیده و نیز برآورد تبخیر و تعرق مرجع با استفاده از آنالیز مؤلفه های اصلی و تحلیل عاملی پرداخته شده است. به این منظور از داده های ایستگاه سینوپتیک مشهد با اقلیم نیمه خشک واقع در استان خراسان رضوی در مقیاس روزانه و در فاصله سال های 2005-1991 استفاده گردید و تاثیر نسبی پارامترهای دما (T) (حداکثر، متوسط و حداقل)، رطوبت نسبی (RH)، ساعات آفتابی (Rs) و سرعت باد در ارتفاع دو متری از سطح زمین (U2) بر این پدیده مورد بررسی قرار گرفت. با استفاده از مؤلفه های اصلی استخراج شده، مدل رگرسیون خطی چندگانه برای تخمین تبخیر و تعرق ارایه شد. آماره t برای مقدار ثابت و برای هر یک از مؤلفه های اصلی تعیین شد که همه ضرایب در سطح 5% معنی دار بودند. در شرایط اقلیمی مشهد، همبستگی مؤلفه های اول (PC1) و دوم (PC2) با تبخیر و تعرق به ترتیب دارای ضرایب 694/0 و 556/0 بود، مؤلفه اول نسبت به مؤلفه دوم همبستگی بیشتری با تبخیر و تعرق داشت و دمای حداقل، دمای متوسط، دمای حداکثر و رطوبت نسبی برای برآورد تبخیر و تعرق به ترتیب از اهمیت بیشتری نسبت به سایر متغیرها (ساعات آفتابی و سرعت باد) برخوردار بودند. مقادیر ضریب تبیین روش های MLR-PCA و MLR برابر با 903/0 و 897/0 به دست آمد که بیانگر توانایی روشPCA است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Estimating Reference Evapotranspiration by Using Principal Component Analysis (PCA) and The Development of a Regression Model (MLR-PCA) (Case Study: Mashhad Station)

نویسنده [English]

  • nona sheikholeslami
چکیده [English]

Evapotranspiration is one of the most important parameters that its understanding is necessary for estimating crop water requirement and design of irrigation systems. This phenomenon is greatly influenced by climatic parameters. In this study, the relative importance of variables affecting this phenomenon was evaluated and the reference evapotranspiration was estimated using principal component analysis and factor analysis. Daily scaled measurements for the period of 1991-2005 were obtained from synoptic stations located in Mashhad Khorasan Razavi provience, Iran. Mashhad has a semi-arid climate area. The measurements included the relative influence of temperature (T) (maximum, average and minimum), relative humidity (RH), sunshine hours (Rs), and the wind speed at a height of two meters above the ground (U2). The multiple linear regressions were used to estimate evapotranspiration. T-statistic with a significant level of 5% was used for the main components. The evapotranspiration was correlated more with T (minimum. maximum, and average), and relative humidity as than wind speed or sunshine. PC1 had more effect than PC2 (with coefficients of 0.694 and 0.556, respectively). MLR-PCA and MLR with coefficients of 0.903 and 0.897 (respectively) indicated higher ability for PCA method.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Multivariate analysis
  • Mashhad station
  • Factor analysis
  • Modeling