پیش بینی شدت تابش خورشیدی در ایستگاه یزد با بکارگیری مدل رگرسیونی مبتنی بر مولفه های اصلی (PCR)

نویسندگان

1 دانشیار، گروه علوم و مهندسی آب، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه اردکان

doi
10.22125/agmj.2023.352446.1140
چکیده

تابش خورشیدی رسیده به سطح زمین یکی از مهم‌ترین متغیرهای مورد استفاده در پروژه‌های انرژی خورشیدی، مدل‌سازی هیدورولوژی، تبخیر و تعرق، هواشناسی و کشاورزی می‌باشد. در این تحقیق قابلیت عملکرد روش آنالیز مولفه‌های اصلی و رگرسیون چند متغیره خطی، در پیش‌بینی مقدار تابش خورشیدی در ایستگاه یزد در حد فاصل سال‌های 2010 تا 2014 و 2015 تا 2021 بررسی شد. متغیرهای میانگین دما، دمای کمینه، دمای بیشینه، ساعات آفتابی، رطوبت نسبی و تابش خورشیدی بصورت روزانه از سازمان هواشناسی دریافت و متغیرهای تابش فرازمینی، فاصله نسبی زمین تا خورشید، زاویه میل خورشیدی و حداکثر ساعات آفتابی با روابط موجود محاسبه و به عنوان ورودی روش آنالیز مولفه اصلی انتخاب شدند. همبستگی این پارامترها با مقدار تابش خورشیدی نشان از وجود رابطه معنی‌دار مثبت در سطح 1 درصد بین مقادیر تابش خورشیدی و تابش فرازمینی، نسبت ساعات آفتابی، دمای میانگین و فاصله نسبی زمین تا خورشید و با زاویه میل خورشیدی در سطح 5 درصد و همبستگی منفی معنی‌دار در سطح 1 درصد با مقادیر رطوبت نسبی دارد. نتایج حاصل از بررسی مولفه های اصلی نشان داد که می توان دو مولفه اول را با توجه به مقادیر ویژه حاصل از پارامترها و درصد واریانس، به عنوان مولفه اصلی انتخاب کرد. ضریب همبستگی مولفه‌های اول و دوم با تابش خورشیدی به ترتیب 893/0و 168/0- به دست آمد و در نتیجه مولفه اول نسبت به مولفه دوم با مقدار تابش خورشیدی همبستگی بیشتری دارد. مقدار دوران شده بارگذاری، در مولفه اول نشان می‌دهد که دمای کمینه، دمای بیشینه، میانگین دما و رطوبت نسبی با تابش خورشیدی همبستگی بیشتری دارند و همبستگی بقیه عوامل (تابش فرازمینی، زاویه میل خورشیدی و فاصله نسبی زمین تا خورشید و نسبت ساعات آفتابی) در این مولفه کم است. بررسی رابطه بین تابش خورشیدی و مقادیر مولفه‌های اصلی بدست آمده از PC1 و PC2 با استفاده از رگرسیون خطی چند متغیره نشان داد که اثر پارامترهای هواشناسی بر تابش خورشیدی معنی‌دار (001/0>p) و ضریب تبیین آن (R2) به میزان 89/0 درصد تعیین شد. معیارهای ارزیابی روش‌های PCR و MLR بیانگر توانائی روش PCA برای برآورد تابش خورشیدی است.