۲۵

۳۶/۲

۶۰

۲۱/۱

۳۰

۲

۶۵

۱۵/۱

۳- ۲- مؤلفه­ های تابش خورشید
پرتوهای خورشید با توجه به مسیری که در درون جو طی می­ کنند تا به سطح زمین برسند، به سه مؤلفه­ی تابش مستقیم، تابش پراکنده و تابش کل تفکیک می­شوند (نظامی­وندِچگینی و همکاران، ۱۳۸۸: ۴). تابش مستقیم، تابشی است که به طور مستقیم و بدون برخورد با هواویزها و ابرها به سطح زمین می­رسد. تابش پراکنده، تابشی است که پس از برخورد با هواویزها و ابرها، در جهت­های مختلف پخش می­ شود و درنهایت به سطح زمین می­رسد (کاویانی و علیجانی، ۱۳۸۳: ۵۷۳). به تابش پراکنده، تابش آسمان[۱۳۷] نیز گفته می­ شود (کمالی و مرادی، ۱۳۸۴: ۵۵). به مجموع تابش مستقیم و پراکنده، تابش کل (منبع پیشین: ۵۵) و به مقدار تابشی که درنهایت به سطح زمین می­رسد، تابش ورودی خورشید[۱۳۸] گفته می­ شود (کاویانی و علیجانی، ۱۳۸۳: ۵۷۳).
۴- ۲- روش­های تابش­سنجی
مقادیر تابش خورشید به دو روش زمینی و ماهواره­ای اندازه ­گیری می­ شود. در روش زمینی، برای اندازه ­گیری میزان تابش از دستگاه­های تابش­سنج[۱۳۹] استفاده می­ شود. دقت اندازه ­گیری از مزایا و پرهزینه بودن و عدم پوشش مناطق دور از دسترس از معایب این روش محسوب می­ شود. در روش ماهواره­ای، میزان تابش در آسمان صاف[۱۴۰] و بدون ابر در نقاط مختلف و در زمان­های معینی اندازه ­گیری می­ شود. سپس متغیرهای جوی مؤثر بر میزان تابش، نظیر ضریب ابرناکی، مقادیر هواویزهای موجود در جو و … به وسیله­ تصاویر ماهواره­ای اندازه ­گیری و در میزان تابش ورودی لحاظ می­گردد. این روش نسبت به روش زمینی کم­هزینه­تر است و مناطق دور از دسترس را نیز پوشش می­دهد. دقت اندازه ­گیری در روش زمینی از روش ماهواره­ای بالاتر است (نظامی­وندِچگینی و همکاران، ۱۳۸۸: ۴).

(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

فصل سوم
مواد و روش­ها
۳- مواد و روش­های به کار رفته در پژوهش
پژوهش حاضر به پایش تابش­پذیری شهرهای ایران می ­پردازد؛ تا میزان تابش­پذیری شهرهای ایران را تعیین و راهکارهای مناسبی را برای تأمین نیازهای گرمایشی و سرمایشی سکونتگاه­های شهری – با توجه به مقدار تابش دریافتی – ارائه کند. برای دستیابی به هدف­های مذکور به ترتیب مراحل زیر طی شده است:

  • تحلیل فضایی تابش ورودی ماهانه، فصلی و سالانه.
  • تحلیل فضایی تغییرپذیری تابش ورودی فصلی و سالانه.
  • تحلیل فضایی دمای هوا در دو دوره­ گرم و سرد.
  • تحلیل فضایی درجه – روزهای سرمایش و گرمایش در دو دوره­ گرم و سرد.
  • خوشه­بندی شهرهای مورد بررسی با توجه به تابش ورودی در دو دوره­ گرم و سرد.
  • خوشه­بندی شهرهای مورد بررسی با توجه به دمای هوا در دو دوره­ گرم و سرد.
  • خوشه­بندی شهرهای مورد بررسی با توجه به درجه – روزهای سرمایش و گرمایش در دو دوره­ گرم و سرد.
  • محاسبه­ی نسبت تابش خورشید به بار گرمایشی شهرهای مورد بررسی.
  • ارائه­ راهکارهای مناسب برای تأمین نیازهای گرمایشی و سرمایشی شهرهای مورد بررسی.

مواد و روش­هایی که برای تحلیل فضایی عناصر تابش ورودی، دما و درجه – روزهای گرمایش و سرمایش، محاسبه­ی تغییرپذیری تابش ورودی، خوشه­بندی عناصر مذکور و محاسبه­ی نسبت تابش خورشید به بار گرمایشی به کار رفته است، بدین شرح می­باشد:
۱- ۳- تحلیل فضایی تابش ورودی
در تعدادی از ایستگاه­های سینوپتیک[۱۴۱] (هم­دیدبانی) ایران، تابش کل اندازه ­گیری می­ شود. در پژوهشگاه هواشناسی و علوم جو کیفیت داده ­های اندازه ­گیری­شده در دو مرحله کنترل شده است. در مرحله­ اول داده ­ها با توجه به مقادیر کمینه و بیشینه­ی ممکن؛ یعنی صفر و تابش فراجو (تابشی که در صورت عدم وجود جو به سطح زمین می­رسد) کنترل شده است. سپس کیفیت داده ­ها توجه به نسبت ساعات آفتابی موجود به ساعات آفتابی بیشینه یا همان طول روز پتانسیل کنترل شده است. درنهایت، نتایج به دست آمده نشان داد که در تمامی ایستگاه­های تابش­سنجی ایران، بیش از نیمی از داده ­ها مشکوک هستند و باید از نظر کیفیت کاملاً کنترل شوند. نتایج کنترل کیفیت داده ­های ایستگاه­های تابش­سنجی ایران، در جدول ۳ نشان داده شده است (کمالی و مرادی، ۱۳۸۴: ۱۰۹ تا ۱۱۰).
در پژوهش حاضر، پس از کنترل کیفیت داده ­های زمینی و ماهواره­ای، درنهایت از داده‌های ماهواره­ای برای تحلیل فضایی و زمانی تابش ورودی در ایران استفاده شد. داده‌های مذکور، از مرکز داده ­های علوم جوی[۱۴۲] وابسته به سازمان ناسا[۱۴۳]، بخش هواشناسی سطحی و انرژی خورشیدی[۱۴۴] دریافت شده است. نحوه­ کنترل کیفیت داده ­ها به شرح زیر است:
برای مقایسه­ میانگین سالانه­ی داده ­های زمینی و ماهواره­ای از آزمون t دونمونه­ای مستقل[۱۴۵] استفاده شد. برای این کار ایستگاه­های تابش­سنجی بندرعباس، خوروبیابانک، بیرجند، کرمانشاه، تبریز و بجنورد در عرض­های مختلف جغرافیایی و همچنین نزدیک­ترین نقاط تابش­پذیر به آن­ها برگزیده شد. درنهایت، نتایج آزمون نشان داد که در هر دو فرض برابری و نابرابری واریانس داده ­ها، در ایستگاه­های تابش­سنجی بندرعباس، بیرجند، کرمانشاه، تبریزی و بجنورد سطح معناداری[۱۴۶] از ۵ درصد کم­تر است؛ یعنی با فاصله­ی اطمینان[۱۴۷] ۹۵ درصد اختلاف معناداری بین میانگین داده ­های زمینی و ماهواره­ای وجود دارد؛ ولی در ایستگاه تابش­سنجی خوروبیانک اختلاف میانگین داده ­ها معنادار نیست (جدول ۱ – ۳). بنابراین، کیفیت داده ­های زمینی و ماهواره­ای باید سنجیده شود.
برای کنترل کیفیت داده ­های زمینی و ماهواره­ای از آزمون t یک­نمونه ای[۱۴۸] استفاده شد. این آزمون نشان می­دهد که آیا میانگین برآوردشده­ی نمونه با میانگین جامعه هم­خوانی دارد یا خیر؟ (میرزاده، ۱۳۸۸: ۲۳۸). برای این کار، ایستگاه تابش­سنجی اصفهان – که دارای یکی از کامل­ترین دوره­ های آماری بود – و همچنین نزدیک­ترین نقطه­ی تابش­پذیر به آن برگزیده شد. پس از کنترل داده ­ها با توجه به مقادیر کیمنه و بیشینه­ی ممکن؛ یعنی صفر و تابش فراجو، میانگین سالانه­ی تابش طی کل دوره­ آماری برای نقاط مذکور محاسبه شد. درنهایت، نتایج آزمون نشان داد که در ایستگاه تابش­سنجی اصفهان، طی سال­های ۱۹۹۵ تا ۱۹۹۷ سطح معنی­داری از ۵ درصد کم­تر است؛ یعنی با فاصله­ی اطمینان ۹۵ درصد، در سال­های مذکور میانگین نمونه با میانگین جامعه (۹۲/۴ کیلووات­ساعت در مترمربع در روز) هم­خوانی ندارد (جدول ۲ – ۳). در صورتی که در نقطه­ی تابش­پذیر طی کل دوره­ آماری میانگین نمونه با میانگین جامعه (۳۴/۵ کیلووات­ساعات بر مترمربع در روز) هم­خوانی دارد (جدول ۳ – ۳). نتایج کنترل کیفیت داده ­های ایستگاه­های تابش­سنجی ایران، در جدول ۴ – ۳ نشان داده شده است.
با توجه به این­که دقت داده ­های زمینی از داده ­های ماهواره­ای بیش­تر است، مرکز داده‌های علوم جوی وابسته به سازمان ناسا، با روش تحلیل رگرسیون[۱۴۹] کیفیت داده ­های ماهواره­ای را با داده ­های زمینی مقایسه کرده است. ریشه­ دوم میانگین مربعات خطا[۱۵۰] برای میانگین تابش ورودی ماهانه، ۹۴/۱۳ درصد محاسبه شده است. مقدار خطای محاسبه­شده نشان می­دهد که داده ­های اندازه ­گیری شده از کیفیت نسبتاً بالایی برخوردار هستند (Surface Meteorology & Solar Energy, 2011: 3).
در این پژوهش مقادیر تابش ورودی ماهانه، فصلی و سالانه و همچنین میزان تغییرپذیری[۱۵۱] تابش فصلی و سالانه در گستره­ی ایران به صورت فضایی و زمانی تحلیل شده است. داده ­های تابش ورودی از مرکز داده ­های علوم جوی وابسته به سازمان ناسا، در عرض­های ۲۵ تا ۴۰ درجه­ شمالی و طول­های ۴۵ تا ۶۳ درجه­ شرقی دریافت شده است (eosweb.larc.nasa.gov).
نقشه­های ماهانه، فصلی و سالانه­ی تابش ورودی و تغییرپذیری تابش فصلی و سالانه، از طریق فرایند درون­یابی[۱۵۲]، در محیط ArcGIS 9.3 ترسیم شده است. فرایند درون­یابی، در بخش بعدی کاملاً شرح داده می­ شود.
۲- ۳- محاسبه­ی ضریب تغییرپذیری
ضریب تغییرپذیری[۱۵۳]، میزان تغییر و بی­ثباتی ویژگی­های یک نمونه یا جامعه را نشان می­دهد. ضریب تغییرپذیری یک جامعه، به صورت زیر محاسبه می­ شود:

: ضریب تغییرپذیری.
: انحراف معیار جامعه.

موضوعات: بدون موضوع  لینک ثابت


فرم در حال بارگذاری ...