Desempenho de modelos de radiação solar para obtenção da evapotranspiração de referência para Santa Maria-RS, Brasil - DOI:10.5039/agraria.v15i1a7661

Ricardo Boscaini, Adroaldo Dias Robaina, Marcia Xavier Peiter, Jhosefe Bruning, Silvana Antunes Rodrigues, Juciano Gabriel da Silva, Elton Pilar Medeiros, Jessica Dariane Piroli

Resumo


Na ausência de dados observados de Radiação Solar (Rs) é possível estimá-la mediante a utilização de modelos matemáticos. Em geral, os modelos variam em grau de complexidade e nos coeficientes de ajuste, e esses devem ser calibrados para o local de interesse para obtenção do melhor desempenho. Neste sentido, o presente trabalho tem como finalidade avaliar o desempenho de modelos simplificados de radiação solar na obtenção da evapotranspiração de referência. Os dados foram adquiridos junto a estação meteorológica automática do Instituto Nacional de Meteorologia (Inmet), localizada na cidade de Santa Maria – RS. Nas estimativas de radiação solar global e sua influência na evapotranspiração de referência, foram avaliados dez modelos, sendo cinco modelos com os coeficientes calibrados e cinco modelos, com os coeficientes determinados pelos autores. Observou-se que, todos os modelos estudados, apresentaram índice de desempenho acima de 0,82, indicando “ótimo” desempenho. Dessa forma, tanto os modelos com calibração quanto os sem calibração para a obtenção da Rs, não interferem na estimativa da ETo. Sendo assim, dada a impossibilidade de se obter os dados de Rs nas estações meteorológicas, é possível utilizar qualquer um dos modelos analisados.

Palavras-chave


temperatura do ar; demanda evaporativa; Penman-Monteith; necessidade hídrica

Texto completo:

PDF (English)

Referências


Abraha, M.G.; Savage, M.J. Comparison of estimates of daily solar radiation from air temperature range for application in crop simulations. Agricultural and Forest Meteorology, v.148, n.3, p.401–416, 2008. https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2007.10.001.

Allen, R.G., Pereira, L.S., Raes, D., Smith, M. Crop evapotranspiration - Guidelines for computing crop water requirements. Rome: FAO, 1998. 300p. (FAO. Irrigation and Drainage Paper, 56).

Almorox, J. Estimating global solar radiation from common meteorological data in Aranjuez, Spain. Turkish Journal of Physics, v.35, n.1, p.53-64, 2011. http://journals.tubitak.gov.tr/physics/issues/fiz-11-35-1/fiz-35-1-7-0912-20.pdf. 28 Jul. 2019.

Almorox, J.; Bocco, M.; Willington, E. Estimation of daily global solar radiation from measured temperatures at Cañada de Luque, Córdoba, Argentina. Renewable Energy, v. 60, p. 382-387, 2013. https://doi.org/10.1016/j.renene.2013.05.033.

Alvares, C.A.; Stape, J.L.; Sentelhas, P.C.; Gonçalves, J.L. de M.; Sparovek, G. Köppen`s climate classification map for Brazil. Meteorologische Zeitschrift, v.22, n.6, p.711-728, 2013. https://doi.org/10.1127/0941-2948/2013/0507.

Annandale, J.G.; Jovanic, N. Z.; Benade, N.; Allen, R. G. Software for missing data error analysis of Penman-Monteith reference evapotranspiration. Irrigation Science, v.21, n.2, p.57 – 67, 2002. https://doi.org/10.1007/s002710100047.

Ball, R.A.; Purcell, L.C.; Carey, S.K. Evaluation of solar radiation prediction models in North America. Agronomy Journal, v.96, n.5, p.391-397, 2004. https://doi.org/10.2134/agronj2004.1498.

Bandyopadhyay, A.; Bhadra, A.; Raghuwanshi, N.S.; Singh, R. Estimation of monthly solar radiation from measured air temperature extremes. Agricultural and forest meteorology, v.148, n.11, p.1707-1718, 2008. https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2008.06.002.

Benghanem, M.; Mellit, A. A simplified calibrated model for estimating daily global solar radiation in Madinah, Saudi Arabia. Theoretical and applied climatology, v.115, n.1-2, p.197-205, 2014. https://doi.org/10.1007/s00704-013-0884-2.

Besharat, F.; Dehghan, A.A; Faghih, A.R. Empirical models for estimating global solar radiation: a review and case study. Renewable and Sustainable Energy Reviews, v.21, p.798-821, 2013. https://doi.org/10.1016/j.rser.2012.12.043.

Bristow, K.L.; Campbell, G.S. On the relationship between incoming solar radiation and daily maximum and minimum temperature. Agricultural and Forest Meteorology, Philadelphia, v.31, n.2, p.159 – 166, 1984. https://doi.org/10.1016/0168-1923(84)90017-0.

Camargo, A.P.; Sentelhas, P.C. Avaliação de desempenho de diferentes métodos de estimativa de evapotranspiração em potencial no estado de São Paulo, Brasil. Revista Brasileira de Agrometeorologia, v.5, n.1, p.89-97, 1997. https://www.researchgate.net/publication/284194031. 02 Ago. 2019.

Carvalho, D.F.D.; Silva, D.G.D.; Souza, A.P.D.; Gomes, D.P.; Rocha, H.S.D. Coeficientes da equação de Angström-Prescott e sua influência na evapotranspiração de referência em Seropédica, Estado do Rio de Janeiro, Brasil. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v.15, n.8, p.838-844, 2011. https://doi.org/10.1590/S1415-43662011000800011.

Chen, R.S.; Ersi, K.; Yang, J.P.; Lu, S.H.; Zhao, W.Z. Validation of five global radiation models with measured daily data in China. Energy Conversion and Management, v.45, n.11-12, p.1759-1769, 2004. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2003.09.019.

Conceição, M.A.F. Evapotranspiração de referência baseada na radiação solar global estimada pelo método de Bristow e Campbell. Engenharia Agrícola, v.30, n.4, p.619-626, 2010. https://doi.org/10.1590/S0100-69162010000400006.

Conceição, M.A.F.; Marin, F.R. Estimativa da radiação solar incidente com base na amplitude térmica diária. In: Congresso Brasileiro de Agrometeorologia, 14., 2005, Campinas. Anais ... Campinas: Sociedade Brasileira de Agrometeorologia, 2005. CD-Rom.

Donatelli, M.; Campbell, G.S. A simple model to estimate global solar radiation. In: Congress of the European Society for Agronomy, 5., 1998, Nitra. Proceedings… Nitra: The Slovak Agricultural University, 1998. p.133–134.

El Nesr, M.N.; Alazba, A.A.; Amin, M. T. Modified Hargreaves’ method as na alternative to the Penman-Monteith method in the Kingdom of Saudi Arabia. Australian Journal of Basic and Applied Sciences, v.5, n.6, p.1058-1069, 2011. http://www.ajbasweb.com/old/ajbas/2011/june-2011/1058-1069.pdf. 25 Ago. 2019.

Fan, J.; Chen, B.; Wu, L.; Zhang, F.; Lu, X.; Xiang, Y. Evaluation and development of temperature-based empirical models for estimating daily global solar radiation in humid regions. Energy, v.144, p. 903-914, 2018a. https://doi.org/10.1016/j.energy.2017.12.091.

Fan, J.; Wang, X.; Wu, L.; Zhou, H.; Zhang, F.; Yu, X.; Xiang, Y. Comparison of support vector machine and extreme gradient boosting for predicting daily global solar radiation using temperature and precipitation in humid subtropical climates: a case study in China. Energy Conversion and Management, v.164, p. 102-111, 2018b. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2018.02.087.

Faria, R. T. de; Caramori, P. H.; Chibana, E. Y.; Brito, L. R. de S .; Nakamura, A. K .; Ferreira, A. R. Climate - computer program for organizing and analyzing meteorological data. Londrina: IAPAR, 2002. 29p. (IAPAR. Technical Bulletin, 66).

Goodin, D.G.; Hutchinson, J.M.S.; Vanderlip, R.L.; Knapp, M.C. Estimating solar irradiance for crop modelling using daily air temperature data. Agronomy Journal, Wooster, v.91, n.5, p.845–851, 1999. https://doi.org/10.2134/agronj1999.915845x.

Hargreaves, G.H. Responding to tropical climates. In: Slater, L.E. (Ed.). The 1980–81 Food and Climate Review. The Food and Climate Forum. Boulder: Aspen Institute for Humanistic Studies, 1981. p.29–32.

Hargreaves, G.H.; Samani, Z.A. Estimating potential evapotranspiration. Journal of the irrigation and Drainage Division, v.108, n.3, p.225-230, 1982.

Hassan, G.E.; Youssef, M.E.; Mohamed, Z.E.; Ali, M.A.; Hanafy, A.A. New temperature-based models for predicting global solar radiation Applied energy, v.179, p.437-450, 2016. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2016.07.006.

Jahani, B.; Dinpashoh, Y.; Nafchi,; A.R. Evaluation and development of empirical models for estimating daily solar radiation. Renewable and Sustainable Energy Reviews, v. 73, p. 878-891, 2017. https://doi.org/10.1016/j.rser.2017.01.124.

Jamil, B.; Akhtar, N. Comparison of empirical models to estimate monthly mean diffuse solar radiation from measured data: case study for humid-subtropical climatic region of India. Renewable and Sustainable Energy Reviews, v.77, p.1326-1342, 2017. https://doi.org/10.1016/j.rser.2017.02.057.

Lêdo, E.R.F.; Silva, M.G.; Nogueira, D.H.; Arraes, F.D.D. Avaliação de modelo de estimativa da radiação solar global (Rs) com base na amplitude térmica. Conexões -Ciência e Tecnologia, v.6 n.1, p.15-26, 2012. http://conexoes.ifce.edu.br/index.php/conexoes/article/view/478. 02 Ago. 2019.

Lemos Filho, L.C.; Carvalho, L.G.; Evangelista, A.W.; Alves Júnior, J. Análise espacial da influência de elementos meteorológicos na evapotranspiração de referência em Minas Gerais. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v.14, n.12, p.1294-1303, 2010. https://doi.org/10.1590/S1415-43662010001200007.

Liu, X.; Mei, X.; Li, Y.; Wang, Q.; Zhang, Y.; Porter, J.R. Variation in reference crop evapotranspiration caused by the Angström - Prescott coefficient: locally calibrated versus the FAO recommended. Agricultural Water Management, v.96, n.7, p.1137-1145, 2009. https://doi.org/10.1016/j.agwat.2009.03.005.

Macêdo, K.G.; Oliveira, J.B.; Arraes, F.D.D .; Torres, W.L.V .; Lima Junior, J.C. Estimativa da radiação solar global com dados de temperatura do ar em seis cidades do estado do Ceará. Engenharia na Agricultura, v.24, n.1, p. 68 - 75, 2016. https://doi.org/10.13083/reveng.v24i1.612.

Massignam, A. M. Estimativa da radiação solar em função da amplitude térmica. In: Congresso Brasileiro de Agrometeorologia, 15., 2007, Aracaju. Anais ... Aracaju: Sociedade Brasileira de Agrometeorologia, 2007. CD Rom.

Meza, F.; Varas, E. Estimation of mean montlhy solar global radiation as a function of temperature. Agricultural and Forest Meteorology, v.100, n. 2-3, p.231- 241, 2000. https://doi.org/10.1016/S0168-1923(99)00090-8.

Minuzzi, R.B.; Ribeiro, A.J.; da Silva, D.O.; Kuneski, A.C. Evapotranspiração de referência diária estimada pela Penman-Monteith FAO com dados de temperatura do ar para Santa Catarina. Irrigação, v.19, n.4, p.548, 2018. https://doi.org/10.15809/irriga.2014v19n4p548.

Mohammadi, K.; Shamshirband, S.; Kamsin, A.; Lai, P.C.; Mansor, Z. Identifying the most significant input parameters for predicting global solar radiation using an ANFIS selection procedure. Renewable and Sustainable Energy Reviews, v.63, p. 423-434, 2016. https://doi.org/10.1016/j.rser.2016.05.065.

Mostafa, Z.A.; Maghrab, A.H.; Shehri, S.M. Sunshine-based global radiation models: a review and case study. Energy Conversion and Management, v.84, p.209-216, 2014. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2014.04.021.

Pereira, L.S.; Allen, R.G.; Smith, M.; Raes, D. Crop evapotranspiration estimation with FAO56: Past and future. Agricultural Water Management, v.147, p.4-20, 2015. https://doi.org/10.1016/j.agwat.2014.07.031.

Pimenta, B.D.; Robaina, A.D.; Peiter, M.X., Mezzomo, W.; Kirchner, J. H.; Ben, L.H.B. Desempenho de aproximações explícitas do coeficiente de perda de carga para condutas pressurizadas. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v.22, n.5, p.301-307, 2018. https://doi.org/10.1590/1807-1929/agriambi.v22n5p301-307.

Quej, V.H.; Almorox, J.; Ibrakhimov, M.; Saito, L. Empirical models for estimating daily global solar radiation in Yucatán Peninsula, Mexico. Energy Conversion and Management, v.110, p.448-456, 2016. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2015.12.050.

Rodrigues, D.N.B. et al. Radiação solar global estimada por amplitude térmica diária. In: Congresso Nacional de Irrigação e Drenagem, 18., 2008, Belo Horizonte. Anais ... Belo Horizonte: ABID, 2008. CD-Rom.

Systat. Systat for Windows version 5.01. Chicago: Systat Software Inc., 2002.

Tabari, H.; Hosseinzadehtalaei, P.; Willems, P.; Martinez, C. Validation and calibration of solar radiation equations for estimating daily reference evapotranspiration at cool semi-arid and arid locations. Hydrological Sciences Journal, v.61, n.3, p.610-619, 2016. https://doi.org/10.1080/02626667.2014.947293.

Tagliaferre, C.; Paula, A.; Rocha, F.A.; Campos, W.V.; Guimarâes, D.U.G. Influência dos elementos meteorológicos na evapotranspiração de referência estimada utilizando-se o Irrigâmetro no município de Guanambi-BA. Revista Engenharia na Agricultura, v.23, n.3, p.251-260, 2015. https://doi.org/10.13083/1414-3984/reveng.v23n3p251-260.

TogrulI, T.; Togrul, H. Global solar radiation over Turkey: comparison of predicted and measured data. Renewable Energy, v.25, n.1, p.55-67, 2002. https://doi.org/10.1016/S0960-1481(00)00197-X.

Weiss, A.; Hays, C.J.; Hu, Q.; Easterling, W.E. Incorporating bias error in calculating solar irradiance: implications for crop yield simulations. Agronomy Journal, v.93, n.6, p.1321–1326, 2001. https://doi.org/10.2134/agronj2001.1321.

Willmott, C.J. On the validation of models. Physical Geography, v.2, n.2, p.184-194, 1981. https://doi.org/10.1080/02723646.1981.10642213.


Apontamentos

  • Não há apontamentos.


Direitos autorais 2020 Ricardo Boscaini, Adroaldo Dias Robaina, Marcia Xavier Peiter, Jhosefe Bruning, Silvana Antunes Rodrigues, Juciano Gabriel da Silva, Elton Pilar Medeiros, Jessica Dariane Piroli

SCImago Journal & Country Rank

Google Scholar

2019

h5 index: 10

h5 median: 14

Mais detalhes

Revista Brasileira de Ciências Agrárias (Agrária)

ISSN (ON LINE) 1981-0997

Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação

Universidade Federal Rural de Pernambuco

Rua Dom Manoel de Medeiros, s/n, Dois Irmãos Recife-Pernambuco-Brasil 52171-900

agrarias.prppg@ufrpe.br

secretaria@agraria.pro.br

 Licença Creative Commons
Todo o conteúdo da Agrária, exceto onde está identificado, está licenciado sob uma licença Creative Commons.