Prediction of frost occurrence by estimating daily minimum temperature in semi-arid areas in Iran

Document Type: Full Article

Authors

Department of Irrigation, College of Agriculture, Shiraz University, Shiraz, I. R. Iran

Abstract

ABSTRACT- Many fruits, vegetables and ornamental crops of tropical origin experience physiological damage when subjected to low temperatures. Protection of plants from the effects of lethally low temperatures is important in agriculture, especially in horticultural production of high value fruits and vegetables. The objective of this study was to develop a simple model to predict the daily minimum air temperaturefor prediction of frost occurrence in Bajgah and Kooshkak semi-arid areas, Fars province. Initially, the relationship between the minimum temperature of the early morning of a day with some meteorological parameters of the previous day was developed. Meteorological parameters used in this analysis are daily relative humidity, wind speed, pan evaporation, rainfall, sunshine hours, and estimated dew-point temperature. Dew-point is an important parameter which is related to the minimum temperature in different months with low temperature in Bajgah and Kooshkak areas. Many daily weather parameters used in the regression analysis showed no significant relationship with the daily early morning minimum temperature, except the dew-point and relative humidity. The regression equation between the differences between dew-point and minimum temperature with relative humidity as a simple model was proposed to be used to predict the minimum temperature and subsequently frost occurrence in the study regions. This model was validated by independent data set with an acceptable accuracy for the study regions.

Keywords


Article Title [Persian]

پیش بینی سرمازدگی با تخمین دمای حداقل روزانه در مناطق نیمه خشک ایران

Authors [Persian]

  • محمدهادی جرعه نوش
  • علیرضا سپاسخواه
گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شیراز، شیراز، ج. ا. ایران
Abstract [Persian]

چکیده - بسیاری از میوه ها، سبزی ها و گیاهان زینتی مناطق حاره، در دماهای پایین در معرض آسیبهای فیزیولوژیکی جدی قرار می گیرند. حفاظت گیاهان در مقابل اثرات مهلک دمای پایین امری مهم در کشاورزی، خصوصا در باغبانی جهت حفظ محصولات گران قیمت میوه ای و زینتی است. هدف از این پژوهش ایجاد یک مدل ساده جهت پیش بینی دمای حداقل روزانه برای پیش بینی سرمازدگی در باجگاه و کوشکک ، از مناطق نیمه خشک استان فارس می باشد. در ابتدا  رابطه حداقل دمای صبح روز بعد با برخی عوامل هواشناسی روز قبل ایجاد شد. عوامل هواشناسی بکار رفته در این تحقیق مقادیر روزانه رطوبت نسبی، سرعت باد، تبخیر از تشت، بارندگی، ساعات آفتابی، و دمای نقطه شبنم برآوردشده بود.  نقطه شبنم به عنوان یک مشخصه مهم  در ارتباط با دمای حداقل در ماه های مختلف دارای دمای پایین در باجگاه و کوشکک می باشد. بسیاری از عوامل هواشناسی بکار رفته در تحلیل ها رابطه معنی داری با دمای حداقل صبح روز بعد نداشت مگر نقطه شبنم و رطوبت نسبی. روابط همبستگی بین تفاوت دمای حداقل و نقطه شبنم با رطوبت نسبی به عنوان مدلی ساده جهت تخمین دمای حداقل و به دنبال آن پیش بینی وقوع سرمازدگی در مناطق مورد مطالعه به کار رفت. این مدل ها با یک سری داده های مستقل در مناطق مورد مطالعه با نتایج قابل قبولی صحت سنجی شد.

Keywords [Persian]

  • واژه های کلیدی:
  • سرمازدگی
  • قطه شبنم
  • رطوبت نسبی
  • دمای حداقل
Allen, R.G., Pereira, L.S., Raes, D., & Smith, M. (1998). Crop Evapotranspiration. FAO Irrigation and Drainage Paper, 56, 145-167.

Bagdonas, A., Georg, J.C., & Gerber, J.F. (1978). Techniques of frost prediction and methods of frost and cold protection. World Meteorology Organization Technology  Note, 157.

Cary, J.W. (1982). Amount of soil ice predicted from weather observations. Agricultural Meteorology, 27, 35-43.

Didari, S., Zand Parsa, S., Sepaskhah, A.R., Kamgar, A.A., & Khalili, D. (2011). Preparation of frost atlas using different interpolation methods in a semiarid region of south of Iran. Theoretical and Applied Climatology, 108,159-171.

Nash, J.E., & Sutcliffe, J.V. (1970). River flow forecasting through conceptual models. Journal of  Hydrology, 10, 282–290.

Nazemosadat, M.J., Sepaskhah, A.R., & Mohammadi, S. (2001). A case study on the relationship between daily dew-point and minimum temperature in next day in Jahrom in Iran. Iranian Journal of Agricultural Science and Technology, 5(3), 9-17. (in Persion)

Rosenberg, N.J., Blain, L., & Shashi, B. (1983). The Biological Environment (2st ed.). John Wiley and Sons.

Snyder, R.L. (2000). Predicting temperature trends during freeze nights. Department of Land, Air and Water Research, University of California,  Davis, CA 95616, USA.

Vantskevich, G.Z. (1985). Agrometeorology. Translated from Russian by the Israel Program for Scientific Translation for National Science Foundation.

Whiteman, T.M. (1957). Freezing points of fruits, vegetables, and florist stocks. United States Department of Agriculture, 196.

Willmott, C.J. (1982). Some comments on the evaluation of model performance. American. Meteoroogy, G3, 1309-1313.

Ziaee, A.R., Kamgar, A.A., Sepaskhah, A.R., & Ranjbar, S. (2006). Determination of minimum temperature probability atlas by use of weather parameters in Fars province in Iran. Iranian Journal of Agricultural Science and Technology, 10(3), 13-26. (in Persion).