Calibration of alternative equations to estimate the reference evapotranspiration in Nova Venécia, Espírito Santo, Brazil
Calibración de ecuaciones alternativas para estimar la evapotranspiración de referencia en Nova Venécia, Espírito Santo, Brasil
DOI:
https://doi.org/10.15446/agron.colomb.v41n2.108664Keywords:
alternative methods, agricultural meteorology, FAO-56 Penman–Monteith, irrigation (en)metodos alternativos, meteorología agrícola, FAO-56 Penman–Monteith, irrigación (es)
Downloads
The estimation of the reference evapotranspiration is fundamental in defining irrigation projects. However, an estimation using the standard equation requires climate variables that are difficult to measure and are not very accessible. Thus, the objective of this study was to calibrate and validate alternative methods to estimate evapotranspiration that use simple variables and to compare performance with the standard Penman-Monteith method for the municipality of Nova Venécia, Espírito Santo, Brazil. For this, a 12-year time series (2008-2019) of meteorological data from the Instituto Nacional de Meteorología was used. The standard FAO-56 Penman–Monteith method was used to evaluate alternative methods: Hargreaves and Samani, Benevides and Lopes, Linacre, Hamon and Camargo. Method performance was analyzed by correlation coefficient, Willmott index, root mean square of normalized error, and performance index. Calibration improved the statistical indices, increasing the performance of the Hargreaves and Samani, Benevides and Lopes, and Linacre methods to “very good” in the rainy season and to “intermediate” in the dry season. They were superior to the Hamon and Camargo methods, which continued to show “tolerable” to “very poor” performance in both periods.
La estimación de la evapotranspiración de referencia es fundamental en la definición de proyectos de riego. Sin embargo, una estimación utilizando la ecuación estándar requiere variables climáticas difíciles de medir y poco accesibles. Por lo tanto, el objetivo de este estudio fue calibrar y validar métodos alternativos para estimar la evapotranspiración que utilizan variables simples y comparar el desempeño con el método estándar de Penman-Monteith para el municipio de Nova Venécia, Espírito Santo, Brasil. Para ello se utilizó una serie temporal de 12 años (2008-2019) de datos meteorológicos del Instituto Nacional de Meteorología. Se utilizó el método estándar FAO-56 Penman-Monteith para evaluar métodos alternativos: Hargreaves y Samani, Benevides y Lopes, Linacre, Hamon y Camargo. El desempeño del método se analizó mediante el coeficiente de correlación, el índice de Willmott, la raíz cuadrática media del error normalizado y el índice de desempeño. La calibración mejoró los índices estadísticos, aumentando el desempeño de los métodos de Hargreaves y Samani, Benevides y Lopes, y Linacre a “muy bueno” en época de lluvias, y a “intermedio” en época seca. Estos fueron superiores a los métodos de Hamon y Camargo, que continuaron mostrando un desempeño “tolerable” a “muy pobre” en ambos períodos.
References
Allen, R. G., Pereira, L. S., Raes, D., & Smith, M. (1998). Crop evapotranspiration-Guidelines for computing crop water requirements. FAO Irrigation and drainage paper 56. FAO. https://www.fao.org/3/x0490e/x0490e00.htm
Alves, L. M., Marengo, J. A., Camargo, H. J., & Castro, C. (2005). Início da estação chuvosa na região Sudeste do Brasil: Parte 1 – Estudos observacionais. Revista Brasileira de Meteorologia, 20(3), 385–394.
Belan, L. L., Jesus Junior, W. C., Souza, A. F., Zambolim, L., Filho, J. C., Barbosa, D. H. S. G., & Moraes, W. B. (2020). Management of coffee leaf rust in Coffea canephora based on disease monitoring reduces fungicide use and management cost. European Journal of Plant Pathology, 156, 683–694. https://doi.org/10.1007/s10658-019-01917-6
Bezerra, J. M., Moura, G. B. D. A., Silva, Ê. F. F., Lopes, P. M. O., & Silva, B. B. (2014). Estimativa da evapotranspiração de referência diária para Mossoró (RN, Brasil). Revista Caatinga, 27(3), 211–220.
Camargo, A. P. (1978). O balanço hídrico no Estado de São Paulo. Secretaria de Agricultura do Estado de São Paulo.
Camargo, A. P., & Sentelhas, P. C. (1997). Avaliação do desempenho de diferentes métodos de estimativa da evapotranspiração potencial no Estado de São Paulo, Brasil. Revista Brasileira de Agrometeorologia, 5(1), 89–97.
Carneiro Junior, J. F., Lima, J. D., Silva, A. D., & Nascimento, M. N. C. F. (2017). Análise de mercado da pimenta do reino no período de 1990 a 2015. Tecnologia e Ciência Agropecuária, 11(6), 139–145.
Carvalho, D. F., Rocha, H. S., Bonomo, R., & Souza, A. P. (2015). Estimativa da evapotranspiração de referência a partir de dados meteorológicos limitados. Pesquisa Agropecuária Brasileira, 50(1), 1–11. https://doi.org/10.1590/S0100-204X2015000100001
Dadalto, G. G.; Silva, A. E. S.; Costa, E. B.; Galvêas, P. A. O., & Loss, W. R. (2016). Transformações da agricultura capixaba: 50 anos. CEDAGRO; Incaper.
Fernandes, J. L., Oliveira, J. B., Souza, A. L. M., Silva, G. S., & Caldas Izidio, N. S. (2012). Avaliação de métodos de estimativa da evapotranspiração de referência em Campos Sales-CE. Conexões-Ciência e Tecnologia, 6(3), 58–67.
Fanaya Júnior, E. D., Lopes, A. S., Oliveira, G. Q., & Jung, L. H. (2012). Métodos empíricos para estimativa da evapotranspiração de referência para Aquidauana-MS. Irriga, 17(4), 418–434. https://doi.org/10.15809/irriga.2012v17n4p418
García, J., & López, D. J. (1970). Fórmula para el cálculo de la evapotranspiracion potencial adaptada al trópico (15 N a 15 S). Agronomia Tropical, Maracay, 20(5), 335–340.
Gurski, B. C., Souza, J. L. M., Jerszurki, D., Schäfer, R. F., & Schäfer, H. (2016). Métodos alternativos de estimativa da evapotranspiração de referência anual e nas diferentes estações do ano em Curitiba-PR, Brasil. Revista Cultura Agronômica, 25(2), 155–166. https://doi.org/10.32929/2446-8355.2016v25n2p155-166
Hamon, W. R. (1961). Estimating potential evapotranspiration: Journal of the Hydraulics Division, 87(3), 107–120. https://doi.org/10.1061/JYCEAJ.0000599
Hargreaves, G. H., & Samani, Z. A. (1985). Reference crop evapotranspiration from temperature. Applied Engineering in Agriculture, 1(2), 96–99. https://doi.org/10.13031/2013.26773
Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística, IBGE. (2018). Censo agropecuário, 2018. https://cidades.ibge.gov.br/brasil/es/nova-venecia/panorama
Ismael Filho, A., Borges, P. F., Araújo, L. S., Pereira, A. R., Lima, E. M., Silva, L. S., & Santos Junior, C. V. (2015). Influência das variáveis climáticas sobre a evapotranspiração. Gaia Scientia, 9(1), 62–66.
Köppen, G. W., & Geiger, M. R. (1936). Das geographische system der klimate. Verlag.
Lemos Filho, L. C. A., Carvalho, L. G., Evangelista, A. W. P., & Alves Júnior, J. (2010). Análise espacial da influência dos elementos meteorológicos sobre a evapotranspiração de referência em Minas Gerais. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, 14(12), 1294–1303. https://doi.org/10.1590/S1415-43662010001200007
Linacre, E. T. (1977). A simple formula for estimating evaporation rates in various climates, using temperature data alone. Agricultural Meteorology, 18(6), 409–424. https://doi.org/10.1016/0002-1571(77)90007-3
Loague, K., & Green, R. E. (1991). Statistical and graphical methods for evaluating solute transport models: overview and application. Journal of Contaminant Hydrology, 7(1-2), 51–73. https://doi.org/10.1016/0169-7722(91)90038-3
Oliveira, J. B., Barbosa, P. J. A., Nogueira, D. H., Araújo, E. M., & Arraes, F. D. D. (2017). Influência dos elementos meteorológicos sobre a evapotranspiração de referência em Tauá, no Ceará. Journal of Environmental Analysis and Progress, 2(4), 403–411. https://doi.org/10.24221/jeap.2.4.2017.1457.403-411
Palaretti, L. F., Mantovani, E. C., & Sediyama, G. C. (2014). Análise da sensibilidade dos componentes da equação de Hargreaves-Samani para a região de Bebedouro-SP. Revista Brasileira de Meteorologia, 29(2), 299–306. https://doi.org/10.1590/S0102-77862014000200012
Peel, M. C., Finlayson, B. L., & McMahon, T. A. (2007). Updated world map of the Köppen-Geiger climate classification. Hydrology and Earth System Sciences, 11(5), 1633–1644. https://doi.org/10.5194/hess-11-1633-2007
Pereira, D. R., Yanagi, S. N. M., Mello, C. R., Silva, A. M., & Silva, L. A. (2009). Desempenho de métodos de estimativa da evapotranspiração de referência para a região da Serra da Mantiqueira, MG. Ciência Rural, 39(9), 2488–2493. https://doi.org/10.1590/S0103-84782009000900016
R Core Team. (2020). A language and environment for statistical computing. R Foundation for Statistical Computing. https://www.rproject.org
Rigone, E. R., Oliveira, G. Q., Biscaro, G. A., Queiroz, M. V. B. M., & Lopes, A. S. (2013). Desempenho sazonal da evapotranspiração de referência em Aquidauana, MS. Revista Engenharia na Agricultura, 21(6), 547–562. https://doi.org/10.13083/reveng.v21i6.420
Sales, R. A., Oliveira, E. C., Lima, M. J. A., Gelcer, E. M., Santos, R. A., & Lima, C. F. (2018). Ajuste dos coeficientes das equações de estimativa da evapotranspiração de referência para São Mateus, ES. Irriga, 23(1), 154–167. https://doi.org/10.15809/irriga.2018v23n1p154
Santana, J. S., Lima, E. F., Silva, W. A., Fernandes, M. C., & Ribeiro, M. I. D. (2018). Equações de estimativa da evapotranspiração de referência (eto) para a região de Balsas-MA. Enciclopédia Biosfera, 15(27), 1–14. https://doi.org/10.18677/EnciBio_2018A43
Silva, R. D., Aguiar e Silva, M. A., Canteri, M. G., Rosisca, J. R., & Vieira Junior, N. A. (2017). Reference evapotranspiration for Londrina, Paraná, Brazil: Performance of different estimation methods. Semina: Ciências Agrárias, 38(4), 2363–2374. https://doi.org/10.543/1679-0359.2017v38n4SUPLp2363
Souza, T. S., Eichenberger, A. M. R., & Nascimento, P. S. (2019). Estudo comparativo de diferentes metodologias na determinação da evapotranspiraçao de referência em Feira de Santan-BA. Revista Brasileira de Climatologia, 25, 737–754. https://doi.org/10.5380/abclima.v25i0.68135
Tanaka, A. A., Souza, A. P., Klar, A. E., Silva, A. C., & Gomes, A. W. A. (2016). Evapotranspiração de referência estimada por modelos simplificados para o Estado do Mato Grosso. Pesquisa Agropecuária Brasileira, 51(2), 91–104. https://doi.org/10.1590/S0100-204X2016000200001
Uliana, E. M., Reis, E. F., Silva, J. G. F., & Xavier, A. C. (2013). Precipitação mensal e anual provável para o Estado do Espírito Santo. Irriga, 18(1), 139–147. https://doi.org/10.15809/irriga.2013v18n1p139
United States Department of Agriculture. USDA. (2019). Production, supply and distribution. https://apps.fas.usda.gov/psdonline/app/index.html#/app/downloads
Willmott, C. J., Ackleson, S. G., Davis, R. E., Feddema, J. J., Klink, K. M., Legates, D. R., O’Donnell, J., & Rowe, C. M. (1985). Statistics for the evaluation and comparison of models. Journal of Geophysical Research: Oceans, 90(C5), 8995–9005. https://doi.org/10.1029/JC090iC05p08995
How to Cite
APA
ACM
ACS
ABNT
Chicago
Harvard
IEEE
MLA
Turabian
Vancouver
Download Citation
License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.
© Centro Editorial de la Facultad de Ciencias Agrarias, Universidad Nacional de Colombia
Reproduction and quotation of material appearing in the journal is authorized provided the following are explicitly indicated: journal name, author(s) name, year, volume, issue and pages of the source. The ideas and observations recorded by the authors are their own and do not necessarily represent the views and policies of the Universidad Nacional de Colombia. Mention of products or commercial firms in the journal does not constitute a recommendation or endorsement on the part of the Universidad Nacional de Colombia; furthermore, the use of such products should comply with the product label recommendations.
The Creative Commons license used by Agronomia Colombiana journal is: Attribution - NonCommercial - ShareAlike (by-nc-sa)

Agronomia Colombiana by Centro Editorial of Facultad de Ciencias Agrarias, Universidad Nacional de Colombia is licensed under a Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional License.
Creado a partir de la obra en http://revistas.unal.edu.co/index.php/agrocol/.