Cálculo de la evapotranspiración

La evapotranspiración se calcula con la ecuación de Penman-Monteith. El cálculo de la evapotranspiración estima la pérdida de agua de una superficie con vegetación a través del proceso combinado de la transpiración de las plantas y la evaporación del suelo.

La evapotranspiración se calcula con la siguiente fórmula:

E t o = \frac{0.408 Δ (R_{n} - G) + γ \frac{900}{T + 273} U_{2} (e_{a} - e_{d})}{Δ + γ (1 + 0.34 U_{2})}

Tabla 1. Explicación de la fórmula de cálculo de evapotranspiración
Elemento	Explicación
Eto	Evapotranspiración del cultivo de referencia [mm/d]
Δ	Pendiente de la curva de presión de vapor [kPa(°C)] (ver Cálculo de la pendiente de la curva de presión de vapor (Δ))
R_n	Radiación neta en la superficie de cultivo [MJ/m²/d]
G	Flujo de calor del suelo [MJ/m²/d]
γ	Constante psicométrica [kPa(°C)]
T	Temperatura promedio del aire [°C]
U₂	Velocidad del viento medida a la altura de 2 metros [m/s]
(e_a−e_d)	Déficit de presión de vapor [kPa]

Cálculo de la pendiente de la curva de presión de vapor (Δ)

Δ = \frac{4098 e_{a}}{{(T + 237.3)}^{2}}

Cálculo de la radiación neta (R_n)

Esta es la radiación promedio del sensor o de los sensores. La radiación neta se calcula con uno de los siguientes métodos:

Usando 1 sensor de radiación neta (SR1)
Usando 2 sensores de radiación neta (SR1 y SR2). Radiación neta = SR1−SR2.
Usando un sensor de radiación neta (SR1) y albedo de superficie (parámetro de estación).
Radiación neta = (1−albedo) × SR1.

El valor de radiación [W/m²] de las mediciones se convierte a [MJ/m²/d] multiplicando el valor de radiación por 0,0864.

Cálculo de flujo de calor del suelo (G)

G = c_{s} d_{s} (\frac{T_{n} - T_{n - 1}}{Δ t})

Tabla 2. Explicación de la fórmula de cálculo del flujo de calor del suelo (G)
Elemento	Explicación
G	Flujo de calor del suelo [MJ/m²/d]
c_s	Capacidad de calor volumétrico [MJ m⁻³°C⁻¹] (~2,1 para suelo promedio húmedo)
d_s	Estimación efectiva de la profundidad del suelo [m] (por lo general, se usa ~0,2 m)
T_n	Temperatura en el día n [°C]
T_n−1	Temperatura el día anterior n−1 [°C]
Δt	Período de tiempo [días]

Cálculo de constante psicométrica (γ)

γ = \frac{C_{p} P}{ε γ} \cdot 10^{- 4} = 0.000163 \frac{P}{λ}

Tabla 3. Explicación de la fórmula de cálculo de la constante psicométrica (γ)
Elemento	Explicación
γ	Constante psicométrica [kPa(°C⁻¹]
C_p	Calor específico del aire húmedo= 1,013 kJ kg⁻¹ °C⁻¹
P	Presión atmosférica [hPa]
ε	Relación de peso molecular del aire seco/vapor de agua = 0,622
λ	Calor latente de vaporización [ML kg⁻¹]

λ está dada por la siguiente fórmula:

λ = 2.501 - (2.361 \cdot 10^{- 3}) T

Cálculo de temperatura promedio del aire (T)

Cuando los datos por hora están disponibles:

T = \sum_{i = 0}^{24} \frac{T_{i}}{24}

Cálculo de velocidad del viento (U₂)

U_{2} = U_{z} [\frac{4, 87}{\ln ((67.8 z) - 5.42)}]

Tabla 4. Explicación de la fórmula de cálculo de la velocidad del viento (U₂)
Elemento	Explicación
U_z	Velocidad del viento medida a la altura z [ms⁻¹]
z	Altura de la medición de la velocidad del viento [m]

Cálculo del déficit de presión de vapor (e_a−e_d)

V P D = (e_{a} - e_{d}) = [(\frac{e_{a} (T_{máx}) + e_{a} (T_{\min})}{2}) - e_{d}]

e_{a} (T_{máx}) = 0.611 \exp (\frac{17.27 T_{máx}}{T_{máx} + 237.3})

e_{a} (T_{\min}) = 0.611 \exp (\frac{17.27 T_{\min}}{T_{\min} + 237.3})

e_{d} = (\frac{1}{2} e_{a} (T_{\min}) \frac{{R H}_{máx}}{100}) + (\frac{1}{2} e_{a} (T_{máx}) \frac{{R H}_{\min}}{100})

Tabla 5. Explicación de la fórmula de déficit de presión del vapor (e_a−e_d)
Elemento	Explicación
e_a	Presión de vapor de saturación [kPa]
e_d	Presión de vapor actual [kPa]
T_máx	Temperatura máxima diaria [°C]
T_min	Temperatura mínima diaria [°C]
e_a(T_max)	Presión de vapor de saturación en T_max
e_a(T_min)	Presión de vapor de saturación en T_min
e_d(T_max)	Presión de vapor actual en T_max
e_d(T_min)	Presión de vapor actual en T_min
RH_max	Humedad relativa máxima diaria [%]
RH_min	Humedad relativa mínima diaria [%]

Tabla 6. Entradas para el cálculo de la evapotranspiración
Entrada	Variable
Radiación neta R_n	SRAVG1D (radiación solar promedio en 24 horas) de SR1 and SR2. Parámetros de la estación stype y, en algunos casos, albedo.
Valores de temperatura T, T_n, Tn₋₁, T_máx, T_mín	Valores estadísticos diarios derivados de TAAVG1M (temperatura promedio de 1 minuto)
Valores de humedad relativa RH_máx, RH_mín	Valores estadísticos diarios derivados de RHAVG1M
Velocidad del viento U_z	Promedio diario de WSAVG2M (velocidad del viento promedio en 2 minutos). La altura z de reducción de la velocidad del viento es de 10 metros.
Presión atmosférica P	Promedio diario de la presión atmosférica medida (hPa).

Cálculo de la evapotranspiración - AWS810

AWS810 Descripción del sistema

Cálculo de la pendiente de la curva de presión de vapor (Δ)

Cálculo de la radiación neta (R_n)

Cálculo de flujo de calor del suelo (G)

Cálculo de constante psicométrica (γ)

Cálculo de temperatura promedio del aire (T)

Cálculo de velocidad del viento (U₂)

Cálculo del déficit de presión de vapor (e_a−e_d)

Cálculo de la pendiente de la curva de presión de vapor (Δ)

Cálculo de la radiación neta (Rn)

Cálculo de flujo de calor del suelo (G)

Cálculo de constante psicométrica (γ)

Cálculo de temperatura promedio del aire (T)

Cálculo de velocidad del viento (U2)

Cálculo del déficit de presión de vapor (ea−ed)

Cálculo de la radiación neta (R_n)

Cálculo de velocidad del viento (U₂)

Cálculo del déficit de presión de vapor (e_a−e_d)