برآورد تبخیر و تعرق واقعی محصول برنج با بکارگیری الگوریتم METRIC در بخشی از شمال ایران

سابقه و هدف: با توجه به اینکه کمبود منابع آب در سال‌‌های اخیر در کشور ایران به چالش عمده‌ای تبدیل شده است و در این میان، بیشترین مصرف آب در بخش کشاورزی و مربوط به پدیده تبخیر و تعرق است مدیریت بهینه و پایدار منابع آب مستلزم شناخت و برآورد صحیح تبخیر و تعرق می‌باشد. در بین روش‌های مختلف برآورد تبخیر و تعرق، تکنیک سنجش از دور به دلیل پوشش مکانی و زمانی مناسب، گزینه مناسبی برای برآورد تبخیر و تعرق در مقیاس منطقه‌ای است و با استفاده از این تکنیک می‌توان تبخیر و تعرق یک منطقه را بدون نیاز به دانستن پیشینه‌ای از وضعیت خاک، محصول و نحوه‌ی مدیریت مزرعه با دقت مناسب برآورد کرد. از بین الگوریتم‌های گوناگون ارائه شده مبتنی بر سنجش از دور، در این پژوهش از الگوریتم نسبتاً جدید متریک جهت برآورد تبخیر و تعرق محصول برنج در شهرستان رشت استفاده شد. مواد و روش‌ها: جهت برآورد تبخیر و تعرق محصول برنج در شهرستان رشت، از داده‌های هواشناسی ایستگاه هواشناسی کشاورزی رشت که شامل متغیرهای دمای هوا، رطوبت نسبی، ساعات آفتابی، بارندگی و سرعت باد در مقیاس زمانی 3 ساعته برای 8 روز بدون ابر در مردادماه 1393، تصاویر ماهواره‌ای سنجنده مودیس و داده‌های لایسیمتری استفاده شد و با استفاده از داده‌ها و تصاویر مذکور و با بکارگیری الگوریتم مبتنی بر بیلان انرژی متریک، مقدار تبخیر و تعرق روزانه محصول برنج برآورد گردید و جهت اعتبارسنجی نتایج حاصل از الگوریتم متریک، از داده-های لایسیمتری اندازه‌گیری‌شده در شالیزار مؤسسه تحقیقات برنج رشت که در فصل تابستان سال 1393 در شالیزار کار گذاشته شده‌اند استفاده شد. یافته‌ها: نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد که با پیاده‌سازی الگوریتم متریک با استفاده از تصاویر سنجنده مودیس می‌توان مقدار تبخیر و تعرق واقعی محصول برنج را در مقیاس روزانه با دقت قابل قبولی برآورد نمود. مقایسه مقادیر برآورد شده تبخیر و تعرق محصول برنج توسط الگوریتم متریک با مقادیر اندازه‌گیری‌شده لایسیمتری نشان داد که مقادیر شاخص‌های RMSE، MAE و MBE به ترتیب برابر با 21/1، 14/1 و 17/1- میلیمتر در روز بدست آمد که نشان‌دهنده دقت قابل قبول الگوریتم متریک جهت برآورد تبخیر و تعرق روزانه محصول برنج است اما در حالت کلی، این الگوریتم تمایل به کم برآورد کردن مقدار تبخیر و تعرق محصول برنج دارد به گونه‌ای که میانگین مقادیر تبخیر و تعرق در 8 روز مورد مطالعه با استفاده از داده‌های لایسیمتری و الگوریتم متریک به ترتیب 2/9 و 8 میلیمتر در روز بدست آمد. نتیجه‌گیری: به طور کلی استفاده از تکنیک سنجش از دور و الگوریتم متریک و تصاویر ماهواره‌ای به عنوان روشی جدید جهت برآورد تبخیر و تعرق دارای دقت قابل قبول و مناسبی است و منشأ وجود اختلاف بین مقادیر محاسباتی و مشاهداتی و همچنین کم برآورد کردن الگوریتم متریک را می‌توان به عواملی از جمله پایین بودن قدرت تفکیک مکانی تصاویر مودیس و نحوه انتخاب پیکسل‌های گرم و سرد در این الگوریتم نسبت داد.