Toprak suyunun buharlaşmasıyla ilgili matematiksel bir modelin duyarlılık analizi

Abstract

Bu çalışmada, toprak suyunun buharlaşma oranını belirlemeye yarayan Aydin (1998) modelinde yer alan eşitliklerin duyarlılık analizleri yapılarak modelin girdilerindeki değişikliklerin sonuçlarda nasıl veya ne kadar değişikliğe yol açtığı belirlenmiştir. İlk aşamada, modelin eşitliklerindeki değişkenlerin duyarlılık katsayılarını hesaplayan formüller oluşturulmuştur. Daha sonra, gerçek iklim ve toprak verileri kullanılarak seçilen değişkenlere ilişkin göreceli duyarlılık katsayıları hesaplanmış ve güven sınırları belirlenmiştir. Çalışma sonunda, modelin başarısı veya sınırlılıkları hakkında ayrıntılı bilgi elde edilmiş ve modelle tahmin edilen değerler üzerine girdilerin etki düzeyleri saptanmıştır.Net radyasyondaki (RN) değişim, çıplak topraklar için kullanılan Penman-Monteith modelinin çıktısını (Ep) önemli ölçüde etkilemektedir. Doygun buhar basıncı-Sıcaklık eğrisi eğiminin ( ), Ep değerini arttırıcı veya azaltıcı etkisi olabilmektedir. Buhar basıncı eksikliğinin (d) topraktan olan buharlaşmayı arttırıcı etkisi, kış aylarında daha yüksek değerlere ulaşmaktadırlar. Aydin ve Uygur (2006) eşitliği incelendiğinde, ıslak topraklarda Ep'nin, modelin çıktısını yani toprak-su potansiyelini ( ) önemli ölçüde etkilediği anlaşılmaktadır. Kelvin eşitliğinde ise mutlak sıcaklıktaki (T) bir artışın, minimum su potansiyelinde mutlak değer (gerilim) olarak aynı oranda bir artışa yol açtığı görülmektedir. Eşitliğin bağımlı değişkeni ( ad), oransal nemin logaritmik (ln Hr) bir fonksiyonu olduğu için oransal neme ilişkin duyarlılık katsayıları büyük bir değişkenlik göstermektedirler. Aydin eşitliğindeki bağımlı değişken (Ea), başlangıçta değerindeki değişime çok duyarlı olup 'deki değişim, Ea değerini önemli ölçüde etkilemektedir. Ancak toprak kurudukça, 'deki değişikliğin Ea değerlerinde yarattığı değişim azalan oranlarda gerçekleşmektedir. Potansiyel buharlaşmanın (Ep), gerçek buharlaşma (Ea), üzerindeki etkisinin bir ölçüsü olan duyarlılık katsayısı sabit bir değer olarak bulunmuştur.Anahtar sözcükler: Toprak Suyunun Buharlaşması, Aydin Modeli, Duyarlılık Analizleri.

In this study, the sensitivity analyses of the equations of Aydin (1998) model which help to determine the rate of soil water evaporation were done, and how and how much the differences in the input of the model affect the results was observed. Firstly, the formulas calculating the sensitivity coefficients of the variables in the equations of the model were derived. Then, the relative sensitivity coefficients of selected variables and the confidence limits were determined by using observational climatic data and soil properties. Finally, detailed information about the success of the model or its limitations was obtained, and the effect levels of the input on the predicted values of the model were determined.A change in the net radiation (RN) affects significantly the output (Ep) of Penman-Monteith model used for bare soil. The slope of saturated vapour pressure ?temperature curve ( ), may increase or decrease the value of Ep. The effects of the vapour pressure deficit ( ) which increase the evaporation from the soil may reach higher levels during the winter months. When the equation of Aydin?Uygur (2006) is examined, it is understood that in wet soils, Ep greatly affects the output of the model, that is the soil- water potential ( ). However, in Kelvin equation, it is observed that an increase in the absolute temperature, results in the same amount of increase in the minimum water potential as an absolute value. Since the dependent variable of equation ( ad) is a logaritmic function (ln Hr) of relative humidity of the air (fractional), the sensitivity coefficients of relative humidity show a great deal of change. In Aydin equation, the dependent variable (Ea), was initially very much sensitive to a change in the value , hence a change in affects the Ea value a lot. However, when the soil gets drier, a change in the Ea values caused by changes in takes place in lesser amounts. The sensitivity coefficient used to measure the effect of potential (Ep) on actual evaporation (Ea) was observed to be a constant value.Key words: Soil-water evaporation, Aydin Model, sensitivity analysis