بروزرسانی مدل توزیعی رطوبت خاک پالمر با استفاده از داده های ماهواره ای تبخیر-تعرق و شاخص سطح برگ

مدل پالمر به عنوان یک مدل ساده بیلان آب شناخته شده که توانایی مدلسازی تغییرات زمانی انحراف رطوبت خاک را داراست این مدل به دلیل نتایج قابل قبولی که با تعداد ورودی های اندک ارائه می دهد، بصورت گسترده در مطالعات خشک سالی مورد استفاده واقع شده و دارای اعتبار جهانی است. برای کاربرد مدل پالمر در مقیاس منطقه ای، یک شکل توزیعی از مدل پالمر با اعمال تصحیحات جزئی در مدل توسط پژوهشکده هواشناسی و علوم جو ارائه گردید. هرچند که در مدل ارائه شده هنوز از فرضیات ساده کننده ای استفاده شده که کاربرد آن را در مقیاس منطقه ای با محدودیت روبرو می کند. در مدل توزیعی ابتدا داده های دمای ماهانه با استفاده از نقشه رقومی ارتفاع و داده های طول جغرافیایی درونیابی می شود و سپس تبخیر-تعرق پتانسیل (etp) از یک روش مبتنی بر دما که نسبتا قدیمی می باشد تخمین زده می شود که به دلیل نحوه درون یابی و روش محاسبه تبخیر-تعرق با عدم اطمینان بالایی همراه است. در این مطالعه برای کاهش عدم قطعیت ناشی از توسعه etp، داده های ماهواره ای تبخیر-تعرق و شاخص سطح برگ به عنوان داده های مشاهداتی مطمئن برای بروز رسانی پارامترهای داخلی مدل پالمر استفاده شد. نقشه etp از داده های ماهواره مادیس و با استفاده از روش الگوریتم ahas در استان اصفهان برای دوره های 1380-1379 و 1384-1383 استخراج گردید. علاوه بر این، نقشه های etp توسط روش استاندارد پنمن-مانتیس-فائو تهیه شد که در آن ابتدا تبخیر-تعرق گیاه مرجع به طور جداگانه برای هر یک از ایستگاه های هواشناسی در منطقه محاسبه و پس از درون یابی با روش تیسن بندی در نقشه های ضریب گیاهی که از یک معادله تجربی بر اساس شاخص ndvi استخراج شده بود، ضرب گردید. به منظور ارزیابی صحت تخمین های etp مستخرج از روش های ahas و پنمن-مانتیس-فائو، مقادیر etp بر فراز ایستگاه سینوپتیک با داده های تبخیر از تشت مقایسه گردید. نتایج نشان داد که همبستگی بیشتر (94/0-62/0r=) بین epan و etp مستخرج از داده های ماهواره ای مبتنی بر روش ahasوجود دارد. همزمان با مراحل فوق نقشه های تنش آبی منطقه با استفاده از داده های حرارتی تهیه و سپس نقشه های رطوبت خاک تولید گردید و برای ارزیابی خروجی های مدل پالمر استفاده شد. مدل توزیعی پالمر با استفاده از داده های etpمستخرج از تصاویر ماهواره ای در گام زمانی ماهانه و برای دوره های 1380-1379 و 1384-1383 که به ترتیب نشانگر سال های خشک و تر بودند، بروزرسانی گردید. برای ارزیابی رطوبت خاک شبیه سازی شده توسط مدل توزیعی پالمر، رطوبت خاک حاصل از داده های حرارتی ماهواره ی مادیس با خروجی های مکانی مدل توزیعی پالمر بصورت پیکسل به پیکسل بر روی منطقه تحت کشت مقایسه شد که نتایج حاصل از مطابقت بالای الگوی توزیعی رطوبت خاک بین دو سری داده حاکی بود. همچنین نتایج نشان داد که با بروز رسانی etp، همبستگی بین خروجی های پالمر و داده های رطوبت خاک حاصل از داده های ماهواره ای به میزان 73/0 و 72/0 به ترتیب در دوره های خشک و تر افزایش پیدا نمود. به عنوان نتیجه کلی می توان گفت که مدل توزیعی پالمر برای شبیه سازی دراز مدت تغییرات مکانی و زمانی رطوبت خاک به کار رود. در این تحقیق به علت فقدان داده های زمینی رطوبت خاک، ارزیابی و صحت سنجی مدل توزیعی پالمر با کمک داده های ماهواره ای رطوبت خاک انجام شد، ولیکن نتایج مطمئن تر در صورت داشتن یک شبکه مشاهداتی از داده های زمینی رطوبت خاک با توزیع مناسب قابل حصول خواهد بود.