Ajuste do método Moretti-Jerszurki-Silva para estimar a evapotranspiração de referência diária e horária dos tipos climáticos brasileiros
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| Data de Publicação: | 2018 |
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Oliveira, Sísara Rocha, 1985-Jerszurki, DanielaUniversidade Federal do Paraná. Setor de Ciências Agrárias. Programa de Pós-Graduação em Ciência do SoloSouza, Jorge Luiz Moretti de, 1966-2022-07-21T15:22:27Z2022-07-21T15:22:27Z2018https://hdl.handle.net/1884/58231Orientador: Prof. Dr. Jorge Luiz Moretti de SouzaCoorientador: Dra. Daniela JerszurkiTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Ciência do Solo. Defesa : Curitiba, 21/09/2018Inclui referênciasÁrea de concentração: Solo e ambienteResumo: Teve-se como objetivo no presente trabalho calibrar e validar os modelos alternativos Moretti-Jerszurki-Silva (MJS) para estimar a evapotranspiração de referência (ETo) de climas brasileiros, nas periodicidades diária e horária, além de propor e testar uma estação alternativa para medida da temperatura (T) e umidade relativa (UR), para calcular o potencial hídrico atmosférico (?ar), necessário à aplicação dos modelos MJS (EToMJS(?ar) e EToMJS(?ar;Ra)). O trabalho foi estruturado em capítulos, sendo: i) Capítulo I ? Fundamentação teórica: evapotranspiração de referência; ii) Capítulo II ? Calibração e validação do modelo Moretti-Jerszurki-Silva para estimativa da evapotranspiração de referência diária para localidades e tipos climáticos brasileiros; iii) Capítulo III ? Estimativa da evapotranspiração de referência horária com o modelo Moretti-Jerszurki-Silva; e, iv) Capítulo IV ? Estimativa da evapotranspiração de referência horária com o método Moretti-Jerszurki-Silva utilizando dados de uma estação alternativa. Foram utilizados parâmetros climáticos de 243 localidades brasileiras, agrupadas em nove tipos climáticos. Na avaliação da ETo na periodicidade diária utilizou-se dados climáticos entre 1994 e 2014, e na periodicidade horária entre março/2017 e março/2018. O método padronizado de Penman-Monteith (EToPM-ASCE) foi utilizado para realizar as comparações. Os resultados foram avaliados em análises de regressão, correlação (R), raiz quadrada do erro médio (RQEM), índices de concordância ("d") e desempenho ("c"). No Capítulo I encontra-se a fundamentação teórica e histórico dos métodos de estimativas da ETo mais comumente apresentados na literatura, bem como novos modelos desenvolvidos utilizando variáveis de fácil obtenção, como o modelo MJS. No Capítulo II verificou-se que: i) As associações entre "?ar e EToPM-ASCE" e "Ee vs EToPM-ASCE" diária seguiram tendência linear nos distintos períodos estacionais do ano; ii) As EToMJS(?ar) e EToMJS(?ar;Ra) nos períodos Primavera-Verão alcançaram 67% dos desempenhos entre "bom" e "ótimo". A EToMJS(?ar;Ra) obteve desempenho superior à EToMJS(?ar) em 70% das localidades analisadas; iii) As EToMJS(?ar) e EToMJS(?ar;Ra) estimadas com coeficientes "a" e "b" médios anuais das localidades foi satisfatório, mas com desempenho inferior as funções com coeficientes "a" e "b" local; iv) As EToMJS(?ar) e EToMJS(?ar;Ra) estimadas com coeficiente "a" e "b" unícos, resultante das médias anuais de todas localidades em conjunto, apresentaram desempenhos entre "muito bom" e "ótimo" para os tipos climáticos Af, Am, Aw, As e BSh (RQEM médio < 0,62 mm dia?1); v) O modelo Moretti-Jerszurki-Silva pode ser aplicado aos tipos climáticos brasileiros, sendo uma excelente alternativa em regiões com falta de dados para estimar a ETo diária. No Capítulo III verificou-se que: i) As associações "?ar vs EToPM-ASCE" e "Ee vs EToPM-ASCE" para periodicidade horária diferem da calibração diária, apresentando melhores ajustes para as funções linear e quadrática; ii) As EToMJS(?ar) e EToMJS(?ar;Ra) calibradas para período horário tem desempenho entre "bom" e "mediano", com destaque para o clima tropical. Não é recomendado o uso de parâmetros calibrados por tipo climático para estimar na escala horária, como verificado para o período diário; iii) As EToMJS(?ar) e EToMJS(?ar;Ra) tiveram RQEM menores nas primeiras horas do dia, com tendência crescente a partir das 12:00 h para os climas tropical e semiárido; iv) Os modelos Moretti-Jerszurki-Silva são metodologias alternativas interessantes ao modelo Penman-Monteith para estimar a ETo na periodicidade horária, dos climas brasileiros, em regiões com limitação de dados disponível. No Capítulo IV verificou-se que: i) O desempenho "ótimo" obtido nas análises de validação para clima tropical (Aw) e subtropical (Cfb) viabilizam o uso da Estação Alternativa testada para acompanhar as variações horárias das variáveis temperatura (T) e umidade relativa do ar (UR); ii) A avaliação da evapotranspiração de referência utilizando dados da Estação Alternativa e modelo Moretti-Jerszurki-Silva indicaram desempenho satisfatório para a periodicidade horária, principalmente com o modelo que considera o potencial hídrico atmosférico e radiação solar no topo da atmosfera (EToMJS(?ar;Ra)), com desempenho "muito bom" a "ótimo". Palavras-chave: Componente hidrológica, relações hídricas, calibração e validação, método alternativo, tipos climáticos, Penman-Monteith.Abstract: The objective of this study was to calibrate and validate the Moretti-Jerszurki-Silva (MJS) alternative models to estimate reference evapotranspiration (ETo) of Brazilian climates, in daily and hourly periodicities, as well as to propose and test a alternative station for temperature (T) and humidity relative humidity (RH) measurement, to calculate the atmospheric water potential (?ar), necessary for the application of the MJS (EToMJS(?ar) e EToMJS(?ar;Ra)). The work was structured in chapters, being that: i) Chapter I - Theoretical basis: reference evapotranspiration; ii) Chapter II - Calibration and validation of the Moretti-Jerszurki-Silva model to estimate daily reference evapotranspiration for Brazilian climatic locations and types; iii) Chapter III - Estimation of hourly reference evapotranspiration with the Moretti-Jerszurki-Silva model; and iv) Chapter IV - Estimation of hourly reference evapotranspiration with the Moretti-Jerszurki-Silva method using low-cost station data. Climatic parameters of 243 Brazilian sites were used, grouped into nine climatic types. In the evaluation of ETo in the daily periodicity, climatic data were used between 1994 and 2014, and in the hourly period between March/2017 and March/2018. The standardized Penman-Monteith method (EToPM-ASCE) was used to perform the comparisons. The results were evaluated in regression analysis, correlation (R), square root of the mean error (RQEM), indices of agreement ("d") and performance ("c"). In Chapter I we find the theoretical and historical basis of the ETo estimation methods most commonly presented in the literature, as well as new models developed using easily obtainable variables such as the MJS model. Chapter II found that: i) The associations between "?ar and EToPM-ASCE" and "Ee vs EToPM-ASCE" daily followed a linear trend in the different seasonal periods of the year; ii)EToMJS(?ar) e EToMJS(?ar;Ra) in the spring-summer periods reached 67% of the performancesbetween "good" and "optimal". The EToMJS(?ar;Ra) obtained superior performance to EToMJS(?ar) in 70% of the analyzed localities; iii) The EToMJS(?ar) and EToMJS(?ar;Ra) estimated with annual mean "a" and "b" coefficients of the localities were satisfactory, but with inferior performance the functions with local coefficients "a" and "b"; iv) EToMJS(?ar) and EToMJS(?ar;Ra) estimated with single "a" and "b" coefficients, resulting from the annual averages of all localities together, presented performances between "very good" and "optimal" for the climatic types Af, Am, Aw, As and BSh (RQEM mean < 0,62 mm day?1); v) The Moretti-Jerszurki-Silva model can be applied to the Brazilian climate types, being an excellent alternative in regions with lack of data to estimate the daily ETo. Chapter III, it was verified that: i) The associations "?ar and EToPM-ASCE" and "Ee vs EToPM-ASCE" for hourly periodicity differ from daily calibration, presenting better adjustments for linear and quadratic functions; ii) The EToMJS(?ar) and EToMJS(?ar;Ra) calibrated for the period have a good to medium performance, with emphasis on the tropical climate. It is not recommended to use parameters calibrated by climate type to estimate in the hourly scale, as verified for the daily period; iii) EToMJS(?ar) and EToMJS(?ar;Ra) had lower RQEM in the early hours of the day, with increasing trend starting at 12:00 o'clock for tropical and semi-arid climates; iv) The Moretti-Jerszurki-Silva models are interesting alternative methodologies to the Penman-Monteith model to estimate ETo in the hourly periodicity of Brazilian climates in regions with limited data available. Chapter IV, it was verified that: i) The "optimum" performance obtained in the validation analyzes for tropical (Aw) and subtropical (Cfb) climate allows the use of the Alternative Station tested to follow the hourly variations of temperature (T) and humidity relative humidity (RH); ii) The evaluation of reference evapotranspiration, using the Alternative Station and Moretti-Jerszurki-Silva model, indicate satisfactory performance for the hourly frequency, especially with the model that considers the atmospheric water potential and solar radiation at the top of the atmosphere (EToMJS (?ar;Ra)), with "very good" to "great" performance). Keywords: Hydrological component, water relations, calibration and validation, alternative method, climatic types, Penman-Monteith.1 recurso online : PDF.application/pdfHidrologiaCiência do SoloClimatologiaEvapotranspiraçãoBalanço hidrológicoAjuste do método Moretti-Jerszurki-Silva para estimar a evapotranspiração de referência diária e horária dos tipos climáticos brasileirosinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisporreponame:Repositório Institucional da UFPRinstname:Universidade Federal do Paraná (UFPR)instacron:UFPRinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINALR - T - SISARA ROCHA OLIVEIRA.pdfapplication/pdf9178764https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/58231/1/R%20-%20T%20-%20SISARA%20ROCHA%20OLIVEIRA.pdf496548f24c862cbb5a91451c11d9f62fMD51open access1884/582312022-07-21 12:22:27.131open accessoai:acervodigital.ufpr.br:1884/58231Repositório de PublicaçõesPUBhttp://acervodigital.ufpr.br/oai/requestopendoar:3082022-07-21T15:22:27Repositório Institucional da UFPR - Universidade Federal do Paraná (UFPR)false |
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