برآورد تبخیر و تعرق واقعی با استفاده از الگوریتم سبال (Sebal) و مقایسه آن با تبخیر و تعرق استاندارد فائو 56 بهبودیافته با رابطه Kcndvi

نظارت بر تغییرات مکانی و زمانی تبخیر تعرق برای مدیریت آبیاری و نیاز آبی گیاهان زراعی، به‌ویژه در مناطق کم‌آب، بسیار مهم است. هدف از پژوهش حاضر برآورد تبخیر و تعرق واقعی با استفاده از الگوریتم سبال (sebal) و مقایسه آن با تبخیر و تعرق استاندارد فائو 56، به‌منظور تعیین باغات پسته تحت تنش خشکی در استان یزد است. بدین‌منظور، از یک سری زمانی تصاویر ماهواره‌ای لندست 8 با پانزده تصویر در سال 2015 استفاده شد. در ابتدا، تبخیر و تعرق در دوره‌های پانزده‌روزه فنولوژی پسته به‌دست آمد و سپس، با جمع تبخیر و تعرق در دوره‌های پانزده‌روزه، میزان تبخیر و تعرق در چهار مرحله اصلی فنولوژی پسته و کل یک دوره رشد سالیانه تعیین شد. تبخیر و تعرق استاندارد نیز به‌روش فائو 56 و با استفاده از رابطه kcndvi به‌دست آمد و به‌منزله استانداردی برای مقایسه تبخیر و تعرق واقعی سبال در نظر گرفته شد. براساس نتایج، الگوریتم سبال قابلیت مناسبی در تعیین میزان تبخیر و تعرق در منطقه مورد مطالعه دارد. با اینکه داده‌های معتبر لایسیمتر برای مقایسه نتایج الگوریتم سبال با آن در منطقه یادشده وجود نداشت؛ مقایسه نتایج با روش استاندارد فائو 56 نشان داد این دو روش مطابقت خوبی با یکدیگر دارند و میانگین ضریب تبیین (r2)، خطای جذر میانگین مربعات (rmse‌­) و میانگین خطای مطلق (mae) میان نتایج الگوریتم سبال و رویکرد فائو kcndvi به‌ترتیب 0.8، 16.7 و 14.5 میلی‌متر بین دوره‌های پانزده‌روزه فنولوژی پسته به‌دست آمد. میانگین میزان تبخیر و تعرق واقعی و استاندارد در طول یک فصل رشد پسته، در سطح منطقه مورد بررسی، به‌ترتیب 950 و 1086 میلی‌متر است. مقایسه تبخیر و تعرق واقعی و استاندارد نشان داد، در بخش اعظم این منطقه، تبخیر و تعرق واقعی کمتر از شرایط استاندارد است.

Estimation of Actual Evapotranspiration Using SEBAL Algorithm and Comparison with Improved FAO 56 Standard Evapotranspiration with KCNDVI Relationship

Monitoring the spatial and temporal variations of evapotranspiration is crucial for irrigation management and the crop water requirement, especially in arid and semiarid areas. The purpose of the present study is to estimate the actual evapotranspiration using the SEBAL algorithm and compare it with the FAO 56 standard evapotranspiration to determine pistachio orchards under drought stress in Yazd province. To do so, Landsat 8 satellite images time series with 15 images in 2015 were used. At first, actual evapotranspiration was calculated in 15 days of pistachio phenology and then by summation of evapotranspiration in 15 days, total evapotranspiration was determined in four main stages of pistachio phenology covering the whole period of annual growth. The FAO 56 standard evapotranspiration was also obtained by using the KCNDVI relationship as the standard for comparing with actual evapotranspiration. Based on the results, SEBAL algorithm has an acceptable capability to determine the evapotranspiration rate in the study area. However, due to lack of valid Lysimeter data in the study area, It was not possible to validate the results of the SEBAL algorithm. But comparing the results with the FAO 56 standard method showed that the two methods are in good agreement with each other. In average, the coefficient determination, RMSE and MAE between the results of SEBAL algorithm and FAO KCNDVI approach were 0.8, 16.7 mm and 14.5 mm, respectively, for the 15day of pistachio phenology stages. The average of actual and standard evapotranspiration rates during a pistachio growing season at the study area were 950 and 1086 mm, respectively. Comparison of actual and standard evapotranspiration shows that in most of the study area actual evapotranspiration is lower than standard conditions.