جریان محاسبات مدل

شرح مرحله‌به‌مرحله‌ی محاسبات SIMPLE از ورودی تا خروجی نهایی

فلوچارت مراحل

1) دریافت ورودی‌ها: آب‌وهوا + مدیریت + گونه + رقم + خاک

2) نگاشت/پاک‌سازی ستون‌ها و اعتبارسنجی تاریخ‌ها و مقادیر

3) محاسبه ARID و تراز آب روزانه (Runoff, Drainage, TR, WAT, PAW, ET0)

4) محاسبه پاسخ‌ها: dTT, TT, fTemp, fHeat, fCO2, fWater

5) شبیه‌سازی canopy: fSolar با I50A/I50B و اثر تنش

6) محاسبه dBiomass و Biomass تجمعی

7) محاسبه Yield = Biomass × HI و خلاصه‌سازی خروجی‌ها

8) اجرای سناریوها و مقایسه درصد تغییر نسبت به baseline

9) تحلیل عدم‌قطعیت (Monte Carlo) و گزارش صدک/حساسیت

10) اجرای ماتریس سناریو و رتبه‌بندی خروجی‌ها

توضیح مرحله‌ای و فرمول‌ها

گام 1: آماده‌سازی داده‌ها

ستون‌های ضروری: DATE, TMAX, TMIN, RAIN, SRAD.

ستون‌های اختیاری: CO2, IRRIGATION, ET0.

تاریخ‌ها به قالب داخلی `IDATE` تبدیل می‌شوند و داده‌ها بر اساس تاریخ مرتب می‌شوند.

فرمول: Tmean = (TMAX + TMIN) / 2

گام 2: تراز آب و ARID

اگر ET0 در فایل ورودی باشد مستقیماً استفاده می‌شود؛ در غیر این صورت ET0 با Priestley-Taylor محاسبه می‌شود.

رواناب با Curve Number و زهکشی عمقی با DDC محاسبه می‌شود.

ARID هر روز از نسبت تعرق واقعی به ET0 به دست می‌آید.

فرمول: ARID = 1 - TR / ET0 ; fWater = max(0, 1 - S_Water * ARID)

گام 3: زمان حرارتی و پاسخ‌های تنش

dTT و TT برای فنولوژی روزانه محاسبه می‌شوند.

پاسخ دمایی خطی تا Topt رشد می‌کند.

پاسخ گرمایی بین MaxT و ExtremeT کاهش می‌یابد.

اثر CO2 نسبت به 350 ppm تعریف می‌شود و نزدیک 700 ppm اشباع دارد.

فرمول: dTT = max(Tmean - Tbase, 0) ; TT(t) = Σ dTT

گام 4: شبیه‌سازی fSolar و پیری canopy

fSolar با دو منحنی لجستیک رشد/افول محاسبه می‌شود.

I50B با تنش آب و گرما افزایش می‌یابد و افول canopy را جلو می‌اندازد.

وقتی fSolar خیلی کوچک شود، رسیدگی فیزیولوژیک اعلام می‌شود.

فرمول: fSolar = min(fSolar1, fSolar2) × min(fSolar_water_prev, 1)

گام 5: رشد زیست‌توده و عملکرد

رشد روزانه زیست‌توده از RUE، تابش، و همه ضرایب پاسخ محاسبه می‌شود.

Biomass تجمعی با در نظر گرفتن مقدار اولیه ساخته می‌شود.

Yield نهایی از ضرب Biomass در HI به دست می‌آید.

فرمول: dBiomass = 10 × RUE × fSolar × SRAD × fCO2 × fTemp × min(fWater, fHeat)

گام 6: سناریوها

برای هر سناریو، پارامتر/هواشناسی تغییر می‌کند و مدل مجدد اجرا می‌شود.

نتایج Yield و Biomass سناریو نسبت به baseline به درصد گزارش می‌شوند.

فرمول: ΔYield% = (Yield_scenario / Yield_baseline - 1) × 100

گام 7: عدم‌قطعیت و حساسیت

برای بازه‌های RUE، S_Water، HI، Tsum و CO2، نمونه‌گیری Monte Carlo انجام می‌شود.

صدک‌های کلیدی (5/25/50/75/95) و شاخص حساسیت هم‌بستگی با خروجی محاسبه می‌شوند.

فرمول: Sensitivity(x) = corr(x, Yield) ; Quantiles = Qp(Yield)

گام 8: ماتریس سناریو

همه ترکیب‌های سطوح دما، CO2، بارش، آبیاری، RUE و HI ساخته می‌شوند.

هر ترکیب یک اجرای مستقل است و جدول رتبه‌بندی نهایی ساخته می‌شود.

فرمول: N = nTemp × nCO2 × nRain × nIrr × nRUE × nHI