توسعه مدل منطقه ای رطوبت خاک در مناطق خشک و نیمه خشک و صحت سنجی آن با داده های ماهواره ای modis
چکیده
مدل های مختلفی وجود دارند که از آنها به منظور تخمین رطوبت خاک در مطالعات منطقه ای و یا مزرعه ای استفاده می شود. از آنجا که رویکرد این تحقیق، مدل سازی رطوبت خاک به صورت منطقه ای و به منظور استفاده از آن در مطالعات خشکسالی است، از مدل رطوبتی حاکم بر نمایه شدت خشکسالی پالمر برای این منظور استفاده شده است. بدین منظور داده های دما و بارش ماهانه از تمام ایستگاه های همدیدی استان اصفهان برای یک دوره زمانی10 ساله جمع آوری شد. سپس با استفاده از روش همبستگی دما- ارتفاع، مقدار دمای ماهانه برای کل استان، با تفکیک مکانی km 1 پهنه بندی شد. از داده های بارندگی ماهواره ای trmm، نیز پس از واسنجی بر اساس داده های بارش ایستگاهی، برای پهنه بندی بارش استفاده شد. همچنین ظرفیت نگهداشت آب در خاک از نقشه بافت خاک استخراج گردید. پس از اصلاح و کدنویسی معادلات حاکم برمدل رطوبتی پالمر با استفاده از نرم افزار matlab، مدل اجرا شد. در نتیجه، مقدار رطوبت خاک تا عمق 1 متری در 120 لایه، که هر لایه حاوی نقشه پراکندگی مکانی رطوبت خاک به صورت ماهانه است استخراج و بررسی شد. همچنین به منظور کنترل تاثیر تغییرات اعمال شده در مدل برای مدل سازی رطوبت در مناطق تحت آبیاری، رطوبت بدست آمده از مدل پالمر با مقادیر نمایه خیسی خاک یا swi که توسط تصاویر ماهواره ای بدست می آید، مقایسه شد. نتایج این مقایسه نشان می دهد همبستگی رطوبت حاصل از مدل رطوبتی پالمر با swi در مناطق تحت کشت آبی، با اعمال تغییراتی که در این تحقیق در مدل ایجاد شد(افزایش مقدار رطوبت اولیه تا ظرفیت زراعی)، به طور چشمگیری افزایش یافته (افزایش r2 از حدود 14/0 به حدود 30/0 در دوره خشک و از 19/0 به 50/0 در دوره تر) و به همبستگی معادل در زمین های فاقد کشت آبی نزدیک می شود.