پيش بيني تبخير و تعرق گياه مرجع (ETO) با استفاده از روش آناليز مولفه هاي اصلي (PCA) و توسعه مدل رگرسيوني خطي چندگانه (MLR-PCA) (مطالعه موردي: ايستگاه مشهد)

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

تبخير و تعرق يكي از مهمترين پارامترهايي است كه دانستن آن جهت برآورد نياز آبي گياه و طراحي سيستم هاي آبياري ضروري است، اين پديده متاثر از پارامترهاي اقليمي زيادي مي باشد. در اين پژوهش به بررسي تاثير نسبي متغيرهاي موثر در اين پديده و نيز برآورد تبخير و تعرق مرجع با استفاده از آناليز مولفه هاي اصلي و تحليل عاملي پرداخته شده است. به اين منظور از داده هاي ايستگاه سينوپتيك مشهد با اقليم نيمه خشك واقع در استان خراسان رضوي در مقياس روزانه و در فاصله سال هاي 2005-1991 استفاده گرديد و تاثير نسبي پارامترهاي دما (T) (حداكثر، متوسط و حداقل)، رطوبت نسبي (RH)، ساعات آفتابي (Rs) و سرعت باد در ارتفاع دو متري از سطح زمين (U2) بر اين پديده مورد بررسي قرار گرفت. با استفاده از مولفه هاي اصلي استخراج شده، مدل رگرسيون خطي چندگانه براي تخمين تبخير و تعرق ارايه شد. آماره t براي مقدار ثابت و براي هر يك از مولفه هاي اصلي تعيين شد كه همه ضرايب در سطح 5% معني دار بودند. در شرايط اقليمي مشهد، همبستگي مولفه هاي اول (PC1) و دوم (PC2) با تبخير و تعرق به ترتيب داراي ضرايب 694/0 و 556/0 بود، مولفه اول نسبت به مولفه دوم همبستگي بيشتري با تبخير و تعرق داشت و دماي حداقل، دماي متوسط، دماي حداكثر و رطوبت نسبي براي برآورد تبخير و تعرق به ترتيب از اهميت بيشتري نسبت به ساير متغيرها (ساعات آفتابي و سرعت باد) برخوردار بودند. مقادير ضريب تبيين روش هاي MLR-PCA و MLR برابر با 903/0 و 897/0 به دست آمد كه بيانگر توانايي روشPCA است.

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.