واسنجی تابش دریافتی سطح زمین در پهنه شمال‌شرق ایران
محورهای موضوعی :
آب و محیط زیست
مهناز رستمیان
1
,
امیرحسین حلبیان
2
1 - کارشناس ارشد اقلیم‌شناسی، دانشگاه زنجان، ایران. *(مسوول مکاتبات)
2 - دانشیار، گروه جغرافیا، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران.
تاریخ دریافت : 1396/05/29
تاریخ پذیرش : 1396/12/16
تاریخ انتشار : 1397/10/01
کلید واژه:
تابش خورشیدی,
ساعت آفتابی,
مدل فرر,
آنگستروم- پرسکات,
شمال‌شرق ایران,
چکیده مقاله :
تابش خورشیدی رسیده به سطح زمین (Rs)، در بسیاری از زمینه‌های مهندسی کشاورزی، آبیاری و هیدرولوژی کاربرد گسترده‌ای دارد و به این دلیل روش‌های مختلفی برای تخمین آن ارایه شده است که معادله آنگستروم پرسکات یکی از مهم‌ترین معادلات موجود در این زمینه است. این معادله دارای ضرایب تجربی است که برای هر موقعیت متفاوت می‌باشند. به دلیل اهمیت Rs، روش‌های مختلفی برای تخمین آن توسعه داده شد. پژوهش حاضر با استفاده از داده‌های میانگین روزانه ساعت آفتابی ایستگاههای سینوپتیک وابسته به اداره کل هواشناسی کشور در گستره خراسان‌شمالی، خراسان‌رضوی و خراستان جنوبی، طی بازه‌ی 2016-1988 به برآورد تابش رسیده به سطح زمین پرداخته است. جهت برآورد تابش خورشیدی در سطح زمین از روش انگستروم_ پرسکات بهره گرفته شد. در این پژوهش با استفاده از روش فرر ضرایب a و b محاسبه و سپس در معادله آنگسترم جایگذاری گردید، در نهایت با استفاده از مدل درون‌یابی کریجینگ نقشه‌های هم‌ارزش تابش گستره مورد مطالعه ترسیم و تحلیل گردید. نتایج این پژوهش نشان داد که مناطق جنوب، جنوب شرق منطقه مورد مطالعه، به‌خصوص ایستگاه نهبندان پتانسیل دریافت تابش خورشیدی، بیشتری دارند. کمینه مقادیر تابش دریافتی ماهانه‌ی در ماه‌های آذر و دی در شمال و شمال‌غرب منطقه مورد مطالعه قرار دارد، که به ترتیب مقادیر 36/7، 98/7 مگاژول بر متر مربع می‌باشد. بیشینه مقدار تابش دریافتی، در ماه تیر با مقدار 24/30 مگاژول بر مترمربع اتفاق می‌افتد و مناطق جنوب و جنوب‌شرق تا مرکز پهنه به‌خصوص ایستگاه نهبندان و به ترتیب فصول تابستان و بهار از نظر دریافت تابش خورشیدی، پتانسیل بیشتری دارند
چکیده انگلیسی:
Abstract
The solar radiation reached the earth surface (RS) has wide applications in many areas of agriculture engineering, irrigation and hydrology and that’s why various methods have been represented for its estimation, which Angstrom – Prescott equation is one of the most important equation in this field. This equation has experimental coefficients that are different for any situation. Because of the importance of Rs, various methods have developed for its estimation. The radiation reached to earth surface is evaluated by using average daily sunny hours data of synoptic affiliated to the general state metrological office in the north of Khorasan, Khorasan Razavi and southern Khorasan 1988- 2016. The Angstrom – prescient method has been used for estimating solar radiation of earth surface in the studied area. In this research, the a & b coefficients were calculated by using Ferrer's method fastly and then have been placed in Angstrom equation. Finally, the radiation equivalent map of the studied area has been drawn and analyzed by using kriging interpolation model. The research outcome indicated that southern, south-east regions and at the next level, the center of the studied area especially Nehbndan station have more potential for receiving solar radiation. The minimum monthly received radiation of area during January and December month in the north and northwest of this region, which are 7.98 and 7.36 megajoules per square meter respectively. The maximum received radiation of area occurs in July about 30.24 megajoules. South and south-east regions up to the center of the of the area Nehbandan station have more potential for receiving in terms of radiation during summer & spring seasons respectively.
منابع و مأخذ:
Donald G.S., Chuah, S.L. Lee, 1981. Solar radiation estimates in Malaysia.Solar Energy, Vol. 26, pp. 33-40.
Lópeza, G., Batllesb, F.J., 2014. Estimating solar radiation from MODIS data. Energy Procedia, Las Vegas, NV (U.S.), 49 (2014), 2362- 2369.
El Mghouchi, Y., El Bouardi, A., Choulli, Z., Ajzoul, T., 2014. New model to estimate and evaluate the solar radiation., International Journal of Sustainable Built Environment, Vol.3 , pp.225–234
Zhang, J., Zhao, L, Deng, S., Xu, W., Zhang, Y., 2017. A critical review of the models used to estimate solar radiation. Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 70, pp. 314-329.
Bou-Rabee, M., Sulaiman, S., Saleh, M.S., 2017. Using artificial neural networks to estimate solar radiation in Kuwait. Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 72, pp. 434-438.
Yıldırım, H.B, Çelik, O., Teke, A., Barutçu, B., 2018. Estimating daily global solar radiation with graphical user interface in eastern Mediterranean region of Turkey. Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 82, pp. 1528-1537.
Achour, L., Bouharkat, M., Assas, O., Behar, O., 2017. Hybrid model for estimating monthly global solar radiation for the southern of Algeria: (Case study: Tamanrasset, Algeria). Energy, Vol. 135, pp. 526-539.
Linares-Rodriguez, A., Ruiz-Arias, J.A., Pozo-Vazquez, D., Tovar-Pescador, J., 2013. An artificial neural network ensemble model for estimating global solar radiation from Meteosat satellite images. Energy, Vol. 61, pp. 636-645.
خلیلی، علی، رضایی صدر، حسن، « برآورد تابش کلی خورشید در گستره ایران بر مبنای داده‌های اقلیمی»، مجله تحقیقات جغرافیایی، پاییز 1376، شماره 46.
صفائی، بتول، خلجی اسدی، مرتضی، تقی زاده، حبیب، جیلاوی، افسانه، طالقانی، گیتی، دانش، ماندانا، « برآورد پتانسیل تابش خورشیدی در ایران و تهیه اطلس تابشی آن»، مجله علوم و فنون هستهای، 1384، شماره 33.
علیزاده، امین، خلیلی، نجمه، « تعیین ضرایب معادله آنگستروم و توسعه یک معادله رگرسیونی برآورد تابش خورشیدی ( مطالعه موردی: منطقه مشهد) »، مجله آب و خاک، بهار 1388، جلد 23، شماره 1.
یزدان پناه، حجت اله، « برآورد تابش کلی خورشید در سطح افقی زمین در اصفهان»، مجله جغرافیا و برنامهریزی محیطی، بهار 1389، شماره 37.
معینی، سام، جوادی، شهرام، کوکبی، محسن، دهقان منشادی، محسن، « برآورد تابش خورشیدی در ایران با استفاده از یک مدل بهینه»، نشریه انرژی ایران، تابستان 1389، شماره 2.
سبزی پرور، علی‌اکبر، بیاتورکشی، مریم، « ارزیابی دقت روش‌های شبکه عصبی مصنوعی و عصبی- فازی در شبیه‌سازی تابش کل خورشیدی»، مجله پژوهش فیزیک ایران، زمستان 1389، جلد 10، شماره 4.
موسوی بایگی، محمد، اشرف، بتول، « شناسایی مناطق با کم‌ترین میزان ابرناکی به منظور پهنه بندی نواحی پرتابش کشور»، نشریه آب و خاک، مرداد- شهریور 1390، جلد 25، شماره 3.
پیری، جمشید، انصاری،حسین، فریدحسینی، علیرضا، « مدل‌سازی تابش خورشید رسیده به زمین با استفاده از ANFIS و مدل‌های تجربی (مطالعه موردی: ایستگاههای زاهدان و بجنورد) »، نشریه انرژی ایران، پاییز 1392، شماره3.
زمانی محی آبادی، مصطفی، « پیش بینی لحظه‌ای تابش کل خورشید در شهر رفسنجان توسط شبکه عصبی»، نشریه انرژی ایران، زمستان 1392، شماره 4.
عرفانیان، مهدی، بابایی حصار، سحر، « ارزیابی مدل هیبرید در تخمین تابش خورشیدی روزانه در تعدادی از ایستگاههای تابش سنجی ایران»، نشریه آب و خاک، فروردین – اردیبهشت 1392، جلد27، شماره 1.
هوشنگی، نوید، آل شیخ، علی اصغر، هلالی، حسین، « بررسی منطقه‌ای پتانسیل تابش خورشیدی با ارزیابی و بهینه‌سازی و روش‌های درون‌یابی در سطح کشور ایران»، فصلنامه برنامه ریزی منطقه‌ای، زمستان 1393، شماره 16.
کرم‌پور، مصطفی، محمدی، حسین، خوش اخلاق فرامرز، قائمی، هوشنگ، « توازن تابش در سطح شهر یزد در ماه ژانویه 2006 تا 2008»، فصلنامه آمایش محیط، شماره 32.
مجرد، فیروز، فتح نیا، امان الله، رجایی، سعید، « برآورد تابش خورشیدی دریافتی سطح زمین در استان کرمانشاه»، مطالعات جغرافیایی مناطق خشک، بهار 1394، شماره 19.
فلاح قالهری، غلامعباس، شاکری، فهیمه، « واسنجی ضرایب رابطه آنگستروم – پرسکات در ایستگاههای منتخب استان خراسان رضوی»، نشریه دانش آب و خاک، پاییز 1395، جلد 25، شماره 3.
_||_
Donald G.S., Chuah, S.L. Lee, 1981. Solar radiation estimates in Malaysia.Solar Energy, Vol. 26, pp. 33-40.
Lópeza, G., Batllesb, F.J., 2014. Estimating solar radiation from MODIS data. Energy Procedia, Las Vegas, NV (U.S.), 49 (2014), 2362- 2369.
El Mghouchi, Y., El Bouardi, A., Choulli, Z., Ajzoul, T., 2014. New model to estimate and evaluate the solar radiation., International Journal of Sustainable Built Environment, Vol.3 , pp.225–234
Zhang, J., Zhao, L, Deng, S., Xu, W., Zhang, Y., 2017. A critical review of the models used to estimate solar radiation. Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 70, pp. 314-329.
Bou-Rabee, M., Sulaiman, S., Saleh, M.S., 2017. Using artificial neural networks to estimate solar radiation in Kuwait. Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 72, pp. 434-438.
Yıldırım, H.B, Çelik, O., Teke, A., Barutçu, B., 2018. Estimating daily global solar radiation with graphical user interface in eastern Mediterranean region of Turkey. Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 82, pp. 1528-1537.
Achour, L., Bouharkat, M., Assas, O., Behar, O., 2017. Hybrid model for estimating monthly global solar radiation for the southern of Algeria: (Case study: Tamanrasset, Algeria). Energy, Vol. 135, pp. 526-539.
Linares-Rodriguez, A., Ruiz-Arias, J.A., Pozo-Vazquez, D., Tovar-Pescador, J., 2013. An artificial neural network ensemble model for estimating global solar radiation from Meteosat satellite images. Energy, Vol. 61, pp. 636-645.
خلیلی، علی، رضایی صدر، حسن، « برآورد تابش کلی خورشید در گستره ایران بر مبنای داده‌های اقلیمی»، مجله تحقیقات جغرافیایی، پاییز 1376، شماره 46.
صفائی، بتول، خلجی اسدی، مرتضی، تقی زاده، حبیب، جیلاوی، افسانه، طالقانی، گیتی، دانش، ماندانا، « برآورد پتانسیل تابش خورشیدی در ایران و تهیه اطلس تابشی آن»، مجله علوم و فنون هستهای، 1384، شماره 33.
علیزاده، امین، خلیلی، نجمه، « تعیین ضرایب معادله آنگستروم و توسعه یک معادله رگرسیونی برآورد تابش خورشیدی ( مطالعه موردی: منطقه مشهد) »، مجله آب و خاک، بهار 1388، جلد 23، شماره 1.
یزدان پناه، حجت اله، « برآورد تابش کلی خورشید در سطح افقی زمین در اصفهان»، مجله جغرافیا و برنامهریزی محیطی، بهار 1389، شماره 37.
معینی، سام، جوادی، شهرام، کوکبی، محسن، دهقان منشادی، محسن، « برآورد تابش خورشیدی در ایران با استفاده از یک مدل بهینه»، نشریه انرژی ایران، تابستان 1389، شماره 2.
سبزی پرور، علی‌اکبر، بیاتورکشی، مریم، « ارزیابی دقت روش‌های شبکه عصبی مصنوعی و عصبی- فازی در شبیه‌سازی تابش کل خورشیدی»، مجله پژوهش فیزیک ایران، زمستان 1389، جلد 10، شماره 4.
موسوی بایگی، محمد، اشرف، بتول، « شناسایی مناطق با کم‌ترین میزان ابرناکی به منظور پهنه بندی نواحی پرتابش کشور»، نشریه آب و خاک، مرداد- شهریور 1390، جلد 25، شماره 3.
پیری، جمشید، انصاری،حسین، فریدحسینی، علیرضا، « مدل‌سازی تابش خورشید رسیده به زمین با استفاده از ANFIS و مدل‌های تجربی (مطالعه موردی: ایستگاههای زاهدان و بجنورد) »، نشریه انرژی ایران، پاییز 1392، شماره3.
زمانی محی آبادی، مصطفی، « پیش بینی لحظه‌ای تابش کل خورشید در شهر رفسنجان توسط شبکه عصبی»، نشریه انرژی ایران، زمستان 1392، شماره 4.
عرفانیان، مهدی، بابایی حصار، سحر، « ارزیابی مدل هیبرید در تخمین تابش خورشیدی روزانه در تعدادی از ایستگاههای تابش سنجی ایران»، نشریه آب و خاک، فروردین – اردیبهشت 1392، جلد27، شماره 1.
هوشنگی، نوید، آل شیخ، علی اصغر، هلالی، حسین، « بررسی منطقه‌ای پتانسیل تابش خورشیدی با ارزیابی و بهینه‌سازی و روش‌های درون‌یابی در سطح کشور ایران»، فصلنامه برنامه ریزی منطقه‌ای، زمستان 1393، شماره 16.
کرم‌پور، مصطفی، محمدی، حسین، خوش اخلاق فرامرز، قائمی، هوشنگ، « توازن تابش در سطح شهر یزد در ماه ژانویه 2006 تا 2008»، فصلنامه آمایش محیط، شماره 32.
مجرد، فیروز، فتح نیا، امان الله، رجایی، سعید، « برآورد تابش خورشیدی دریافتی سطح زمین در استان کرمانشاه»، مطالعات جغرافیایی مناطق خشک، بهار 1394، شماره 19.
فلاح قالهری، غلامعباس، شاکری، فهیمه، « واسنجی ضرایب رابطه آنگستروم – پرسکات در ایستگاههای منتخب استان خراسان رضوی»، نشریه دانش آب و خاک، پاییز 1395، جلد 25، شماره 3.
