EVAPOTRANSPIRAÇÃO DE REFERÊNCIA EM FUNÇÃO DOS EXTREMOS DA TEMPERATURA DO AR NO ESTADO DO RIO DE JANEIRO

Resumo

EVAPOTRANSPIRAÇÃO DE REFERÊNCIA EM FUNÇÃO DOS EXTREMOS DA TEMPERATURA DO AR NO ESTADO DO RIO DE JANEIRO

ANDERSON AMORIM ROCHA SANTOS¹; GUSTAVO BASTOS LYRA²; GUILHERME BASTOS LYRA³; EVALDO PAIVA LIMA⁴; JOSÉ LEONALDO DE SOUZA⁵ E RAFAEL COLL DELGADO²

¹ Engenheiro Agrônomo, Mestre em Engenharia de Biossistemas, Escola de Engenharia, Universidade Federal Fluminense – UFF, Campus da Praia Vermelha, 24210-240, Niterói, Rio de Janeiro, Brasil, e-mail: aamorimrs@gmail.com

² Meteorologistas, Professores Doutores do Departamento de Ciências Ambientais, Instituto de Florestas, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro – UFRRJ, Campus UFRRJ, 23897-000, Seropédica, Rio de Janeiro, Brasil, e-mail: gblyra@ufrrj.br; rafaelcolldelgado32@gmail.com

³ Engenheiro Agrônomo, Professor Doutor do Centro de Ciências Agrárias, Universidade Federal de Alagoas – UFAL, BR-104, 57100-000, Rio Largo, Alagoas, Brasil, e-mail:gbastoslyra@gmail.com  

⁴ Meteorologista, Pesquisador do Centro Nacional de Pesquisa de Solos, Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária – EMBRAPA, Rua Jardim Botânico 1024, 22460-000, Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Brasil, e-mail: evaldo.lima@embrapa.br

⁵ Meteorologista, Professor Doutor do Centro de Ciências Agrárias, Universidade Federal de Alagoas – UFAL, BR-104, 57100-000, Rio Largo, Alagoas, Brasil, e-mail: leonaldojs@yahoo.com.br

1 RESUMO

A aplicação do método de Penman-Monteith FAO56 (PM-FAO56) para estimativa da evapotranspiração de referência (ET_o) requer observações de diversos elementos meteorológicos. A maior parte das estações meteorológicas não realiza medidas de todos os elementos, o que restringe a aplicação do PM-FAO56. O objetivo foi avaliar o desempenho dos métodos empíricos de Thornthwaite, Camargo, Hargreaves-Samani, Jensen-Haise e Makkink na estimativa de ET_o em função dos extremos de temperatura do ar no estado do Rio de Janeiro (RJ). Foram utilizadas séries meteorológicas entre oito e 34 anos de 10 estações convencionais pertencentes ao Instituto Nacional de Meteorologia localizadas no RJ. As estimativas decendiais e mensais de ET_o pelos métodos empíricos foram comparadas com ET_o determinada por PM-FAO56 (padrão) para se avaliar a exatidão (Erro Padrão de Estimativa - EPE e Índice de Willmott - d), precisão (coeficiente de determinação - R²) e o desempenho (índice c de Camargo e Sentelhas) dos métodos. Independente da escala de tempo avaliada, o método de Makkink mostrou estimativas com maior exatidão (d > 0,82 e EPE < 0,68 mm d^-1), precisão (R² > 0,88) e desempenho (índice c > 0,85) nas estações caracterizadas com clima úmido, subúmido, subúmido seco com pequeno excedente hídrico. Nas demais estações, clima subúmido seco com excedente nulo e semiárido, o método de Hargreaves-Samani teve melhor desempenho (índice c > 0,85). Os métodos de Thornthwaite e Camargo apresentaram estimativas com exatidão (d > 0,90 e EPE < 0,72 mm d^-1) e desempenho (índice c > 0,76) entre os melhores e podem ser usados para estimativa de ET_o no RJ. As menores exatidões (d < 0,73 e EPE > 1,38 mm d^-1) e desempenhos (0,51 < índice c < 0,75) das estimativas foram proporcionadas por Jensen-Haise para todas as estações e escalas de tempo, não sendo recomendado sua aplicação no estado do RJ. Os métodos de Hargreaves-Samani, Jensen-Haise e Makkink devem ser ajustados às condições climáticas do RJ.

Palavras-Chave: Penman-Monteith, radiação solar global, amplitude térmica

SANTOS, A. A. R.; LYRA, G.B.; LYRA, G.B.; LIMA, E. P.; SOUZA, J. L.; DELGADO, R. C.

ESTIMATES OF THE REFERENCE EVAPOTRANSPIRATION USING AIR TEMPERATURE EXTREMES IN THE STATE OF THE RIO DE JANEIRO, SOUTHEASTERN BRAZIL

2 ABSTRACT

The use of the Penman-Monteith FAO56 method (PM-FAO 56) to estimate reference evapotranspiration (ET_o) requires several weather elements. However, most weather stations don’t measure all the elements, which restricts the application of PM-FAO 56. The aim of this article was to evaluate the performance of five empirical methods (Thornthwaite, Camargo, Hargreaves-Samani, Jensen-Haise and Makkink) to estimate ET_o using air temperature extremes in the state of the Rio de Janeiro (RJ). Times series of weather elements between eight and 34 years from 10 conventional stations of the Brazilian National Institute of Meteorology located in RJ were used. The ten-day and monthly estimates of ET_o by empirical methods were compared to ET_o determined by PM-FAO 56 (default) to evaluate the accuracy (Standard Error of the Estimate - SEE and Willmott index - d), precision (coefficient of determination - R²) and performance (Camargo and Sentelhas – c Index) of the methods. Independent of the time scale, the Makkink method showed the highest accuracies (d > 0.82 and SEE < 0.68 mm d^-1), precision (R² > 0.88) and performance (c Index > 0.85) on the stations, characterized with humid, sub-humid, dry sub-humid with small water surplus. For the other stations, semiarid and dry sub-humid climate with no surplus, the Hargreaves-Samani method had the best performance (c Index > 0.85). The Thornthwaite and Camargo methods presented accuracy (d > 0.90 and SEE < 0.72 mm d^-1) and performance (Index c > 0.76) between the top and can be used to estimate ET_o in RJ. For all stations and time scales, the worst accuracies (d < 0.73 and SEE > 1.38 mm d^-1) and performance (0.51 < Index c < 0.75) estimates were provided by the Jensen-Haise method, so it is not recommended its application in RJ state. The Hargreaves-Samani, Jensen-Haise and Makkink methods should be fitted to the climatic conditions of RJ.

Keywords: Penman-Monteith, solar global radiation, temperature amplitude