Validação de medidas de evapotranspiração coletadas por meio de um lisímetro de lençol freático constante - Stucchi, Giovana [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024)
A determinação da evapotranspiração desempenha papel crucial na definição do balanço hídrico, especialmente na agricultura irrigada. Sua mensuração pode ser realizada por meio de métodos diretos, como o uso de lisímetros, ou por abordagens indiretas, como a modelagem matemática, entre as quais está a aplicação do modelo de Penman-Monteith (PM), recomendado pela FAO, indicado para medida de evapotranspiração. O objetivo geral deste estudo é realizar a validação de medidas de evapotranspiração coletadas por meio de um lisímetro de lençol freático constante. O estudo foi conduzido no período de maio a novembro de 2023. Foram realizados ajustes no lisímetro de lençol freático constante conforme necessário, para posteriormente coletar os dados de evapotranspiração. Com os dados obtidos ao longo do período de estudo, comparou-se estes dados com a evapotranspiração estimada pelo modelo matemático de Penman-Monteith, aplicando os indicadores de validação de raiz do erro quadrático médio (RMSE), erro médio absoluto (MAE), índice de Willmott (d), erro absoluto médio (MBE), coeficiente de correlação de Pearson (r), erro absoluto médio relativo (rMBE), erro quadrático médio relativo (rRMSE) e o coeficiente de confiança (c). Durante o período estudado, houve uma tendência de precipitação abaixo do esperado, conforme dados de literatura, exceto em outubro, que registrou um volume 86% acima do esperado, possivelmente devido ao fenômeno "El Niño" que afeta a região desde 2023. As temperaturas do ar também estiveram acima das esperadas principalmente para os meses de setembro com incremento de 16% e de 12% em novembro. A velocidade do vento foi menor que o esperado em uma média de 41% para o período, característica associada ao "El Niño", enquanto a umidade relativa do ar e a radiação solar se mantiveram dentro do esperado, com exceção de outubro, com a umidade relativa do ar 16% acima do esperado e a radiação solar 15% abaixo do esperado, correlacionando-se aos dados de precipitação do período. Ao comparar-se os dados do lisímetro com o método de Penman-Monteith, pode-se concluir que o uso do lisímetro oferece uma medição direta de evapotranspiração local, sendo o valor de evapotranspiração obtida pela equação de Penman-Monteith uma estimativa para um dado local. A equação de Penman-Monteith, embora amplamente utilizada, demonstra variações significativas quando comparada com as medidas de lisimetria, ao longo dos meses, alternando entre subestimação e superestimação dos dados de água no solo. Para Botucatu, o mês em que as medidas de lisimetria e dados de estimativa estiveram próximos foi de agosto, com -2,28% de subestimativa e o mais discrepante entre as medidas foi de outubro com 46,39% de superestimativa, identificando que a sazonalidade deve ser analisada ao se realizar ajustes para o uso do método de PM para o município.

The determination of evapotranspiration plays a crucial role in defining the water balance, especially in irrigated agriculture. Its measurement can be carried out through direct methods, such as the use of lysimeters, or through indirect approaches, such as mathematical modeling, among which the application of the Penman-Monteith (PM) model, recommended by the FAO, is indicated for measuring evapotranspiration. The general objective of this study is to validate evapotranspiration measurements collected through a constant water table lysimeter. The study was conducted from May to November 2023. Adjustments were made to the constant water table lysimeter as necessary to subsequently collect evapotranspiration data. With the data obtained throughout the study period, these data were compared with the evapotranspiration estimated by the Penman-Monteith mathematical model, applying the validation indicators of root mean square error (RMSE), mean absolute error (MAE), Willmott index (d), mean bias error (MBE), Pearson correlation coefficient (r), relative mean bias error (rMBE), relative root mean square error (rRMSE), and the confidence coefficient (c). During the study period, there was a trend of below-expected precipitation, according to literature data, except in October, which recorded a volume 86% above the expected, possibly due to the "El Niño" phenomenon affecting the region since 2023. Air temperatures were also above expected, especially in September with an increase of 16% and in November with an increase of 12%. Wind speed was lower than expected, averaging 41% for the period, a characteristic associated with "El Niño", while relative humidity and solar radiation remained within expected ranges, except for October, with relative humidity 16% above expected and solar radiation 15% below expected, correlating with the precipitation data for the period. Comparing the lysimeter data with the Penman-Monteith method, it can be concluded that the use of the lysimeter offers a direct measurement of local evapotranspiration, while the evapotranspiration value obtained by the Penman-Monteith equation is an estimate for a given location. The Penman-Monteith equation, although widely used, shows significant variations when compared with lysimeter measurements over the months, alternating between underestimation and overestimation of soil water data. For Botucatu, the month in which lysimeter measurements and estimate data were closest was August, with a -2.28% underestimation, and the most discrepant month was October, with a 46.39% overestimation, indicating that seasonality should be analyzed when making adjustments for the use of the PM method for the municipality.
Validation of evapotranspiration measurements collected using a constant water table lysimeter
Keywords: Agrometeorologia; Climatologia; Manejo de Recursos Hídricos; Lisimetria; Irrigação; Agrometeorology; Climatology; Water Resources Management; Lysimetry; Irrigation