Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

General and regional cross station assessment of machine learning models for estimating reference evapotranspiration

Zouzou Yasser, Citakoglu Hatice

Acta Geophysica

|

2023

|

Vol. 71, no. 2

927--947

EN

Significant research has been done on estimating reference evapotranspiration (ET0) from limited climatic measurements using machine learning (ML) to facilitate the acquirement of ET0 values in areas with limited access to weather stations. However, the spatial generalizability of ET0 estimating ML models is still questionable, especially in regions with significant climatic variation like Turkey. Aiming at exploring this generalizability, this study compares two ET0 modeling approaches: (1) one general model covering all of Turkey, (2) seven regional models, one model for each of Turkey’s seven regions. In both approaches, ET0 was predicted using 16 input combinations and 3 ML methods: support vector regression (SVR), Gaussian process regression (GPR), and random forest (RF). A cross-station evaluation was used to evaluate the models. Results showed that the use of regional models created using SVR and GPR methods resulted in a reduction in root mean squared error (RMSE) in comparison with the general model approach. Models created using the RF method suffered from overfitting in the regional models’ approach. Furthermore, a randomization test showed that the reduction in RMSE when using these regional models was statistically significant. These results emphasize the importance of defining the spatial extent of ET0 estimating models to maintain their generalizability.

2

Determination of Difference Amount in Reference Evapotranspiration between Urban and Suburban Quarters in Karbala City

Algretawee Hayder, Al-Saadi Riyadh Jasim Mohammed, Al Juboury Maad F., Hasan Musaab Falih, Nile Basim K., Kadhim Mustafa Amoori

Journal of Ecological Engineering

|

2022

|

Vol. 23, nr 7

180--191

EN

Evapotranspiration represents one of the main parameters in the hydrological cycle. It is usually expressed by the term reference evapotranspiration (ETo) that is affected by certain meteorological parameters. This study aimed to find the difference amount in ETo between urban and suburban quarters in Karbala city. The study methodology involved selecting once urban area and four suburban quarters. Two methods of determining the reference evapo- transpiration were applied: first, a direct method which measured ETo at selected fields by using a hand-held device, and second, an indirect method using the Penman-Monteith equation. The findings showed that the magnitudes of ETo by the Penman-Monteith equation are higher than the values measured by the direct method for urban and suburban quarters. Moreover, it was found that the absolute percentage of difference in the average amount of ETo between urban and suburban quarters is 13% by using the direct method and 61% by using Penman-Monteith equation. The study conclusion is that suburban area has higher magnitude of ETo than urban quarter by using any of direct method and indirect method (Penman-Monteith equation).

3

Water Needs of Bird Cherry Trees at the Period over Three Years after Reclamation in Different Regions of Poland

Rolbiecki Stanisław, Stachowski Piotr, Jagosz Barbara, Figas Anna, Ptach Wiesław, Rolbiecki Roman, Kasperska-Wołowicz Wiesława, Grybauskiene Vilda, Klimek Andrzej, Dobosz Krzysztof, Dąbrowski Janusz

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2019

|

Tom 21, cz. 1

646--658

EN

The purpose of the present study was to determine the water needs of bird cherry (Padus avium Mill.) over three years after planting on the reclaimed areas. The estimations were performed for the period of two months, including July and August, which are critical in terms of the amount of water available to the plants. The water requirements of bird cherry plants were calculated in the years 1981-2010 for five agro-climatic regions of Poland with the representative meteorological stations located in Olsztyn, Bydgoszcz, Warsaw, Wrocław and Krakow. The bird cherry water needs were determined using the plant coefficient method. The plant coefficients for bird cherry trees over three years after planting were adapted to the reference evapotranspiration that was calculated using the Blaney-Criddle’s formula, modified for Polish conditions by Żakowicz. The rainfall deficit with the probability of occurrence of average dry years (N50%), medium dry years (N25%) and very dry years (N10%) was determined according to the Ostromęcki’s method. On average, in the years 1981-2010, in July and August, the highest water needs of bird cherry trees, grown on the reclaimed areas over three years, were estimated in the central-north-west (271 mm) and central-east (270 mm) region of Poland. While, the lowest water requirements of bird cherry (240 mm) in the south-east region of the country was calculated. In August, the highest bird cherry water needs (121 mm) were estimated also in the central-north-west and central-east region of Poland, whereas the lowest water requirements (111 mm) occurred in the south-east region of the country. In each considered region of Poland, in the years 1981-2010, a visible increase in bird cherry water needs in the period of the highest water requirements, was noted. With the exception of the central-north-west region of the country, the temporal variability of bird cherry water needs was significant throughout Poland. The highest increase of the water requirements (by 6.7 mm per every ten-year period) in the south-east region of Poland was found. In the period covering July and August, the highest rainfall deficit, 131 and 133 mm, in the average dry years (N50%) was noted in the central-east and central-north-west region of Poland, respectively. In the north-east, central-north-west and central-east region of the country, the rainfall deficit in the medium dry years (N25% ranging from 206 to 214 mm) and very dry years (N10% ranging from 269 to 300 mm) was higher than in the south-west and south-east region of Poland (N25% ranging from 146 to 159 mm and N10% ranging from 195 to 211 mm).

PL

Celem przedstawionych badań było oszacowanie zapotrzebowania na wodę czeremchy zwyczajnej (Padus avium Mill.) w okresie powyżej trzech lat po wykonaniu nasadzeń na obszarach objętych rekultywacją. Obliczenia przeprowadzono dla okresu obejmującego dwa miesiące, lipiec i sierpień, które są krytyczne pod względem ilości wody dostępnej dla roślin. Wymagania wodne roślin czeremchy zwyczajnej zostały oszacowane w latach 1981-2010 dla pięciu agro-klimatycznych regionów Polski wraz z reprezentatywnymi stacjami meteorologicznymi zlokalizowanymi w Olsztynie, Bydgoszczy, Warszawie, Wrocławiu i Krakowie. Potrzeby wodne drzew czeremchy zwyczajnej zostały określone za pomocą metody współczynników roślinnych. Współczynniki roślinne dla drzew czeremchy zwyczajnej w okresie powyżej trzech lat po wykonaniu nasadzeń na obszarach objętych rekultywacją dostosowano do ewapotranspiracji wskaźnikowej, którą obliczono za pomocą wzoru Blaneya-Criddle'a, zmodyfikowanego dla warunków polskich przez Żakowicza. Niedobory opadów atmosferycznych z prawdopodobieństwem wystąpienia roku przeciętnie suchego (N50%), roku średnio suchego (N25%) oraz roku bardzo suchego (N10%) oznaczono za pomocą metody Ostromęckiego. Średnio, w latach 1981-2010, w okresie od 1 lipca do 31 sierpnia, najwyższe zapotrzebowanie na wodę drzew czeremchy zwyczajnej w okresie powyżej trzech lat po wysadzeniu na obszarach zrekultywowanych obliczono w centralno-północno-zachodnim (271 mm) oraz centralno-wschodnim regionie Polski (270 mm). Z kolei najniższe zapotrzebowanie na wodę czeremchy zwyczajnej (240 mm) wystąpiło w południowo-wschodnim regionie kraju. W sierpniu najwyższe zapotrzebowanie na wodę drzew czeremchy zwyczajnej (121 mm) obliczono również w centralno-północno-zachodnim oraz centralno-wschodnim regionie Polski, natomiast najniższe zapotrzebowanie na wodę (111 mm) wystąpiło w południowo-wschodnim regionie kraju. We wszystkich rozpatrywanych regionach Polski, w okresie od 1981 do 2010, odnotowano tendencję do zwiększania się potrzeb wodnych czeremchy zwyczajnej w czasie największego zapotrzebowania na wodę, czyli w lipcu i w sierpniu. Z wyjątkiem centralno-północno-zachodnim regionu Polski, trend zmienności czasowej potrzeb wodnych czeremchy zwyczajnej był istotny we wszystkich pozostałych regionach kraju. Najwyższy wzrost zapotrzebowania na wodę (o 6,7 mm w każdym kolejnym dziesięcioleciu) wystąpił w południowo-wschodnim regionie Polski. W okresie od 1 lipca do 31 sierpnia największe niedobory opadów atmosferycznych, 131 i 133 mm, w przeciętnie suchym roku (N50%) odnotowano odpowiednio w środkowo-wschodnim oraz środkowo północno-zachodnim regionie Polski. W północno-wschodnim, środkowo-północno-zachodnim i środkowo-wschodnim regionie kraju niedobory opadów atmosferycznych w średnio suchym roku (N25% w zakresie od 206 do 214 mm) i w bardzo suchym roku (N10% w przedziale od 269 do 300 mm) był wyższy niż w południowo-zachodnim i południowo-wschodnim regionie Polski (N25% od 146 do 159 mm i N10% od 195 do 211 mm).

4

Water Needs of Asparagus Plants in the Different Regions of Poland

Rolbiecki Stanisław, Rolbiecki Roman, Jagosz Barbara, Ptach Wiesław, Stachowski Piotr, Kazula Maciej

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2019

|

Tom 21, cz. 2

1227--1237

EN

Asparagus (Asparagus officinalis L.), due to their deep and well-developed root system, are relatively resistant to the water deficits in the soil. On the other hand, asparagus plants grown on the light soil positively respond to the irrigation treatments. The aim of the present study was the determination of water needs of asparagus plants in the different agro-climatic regions of Poland. The calculations of asparagus water requirements, considered as the crop evapotranspiration, based on the precipitation measurements collected during the thirty-year period from 1981 to 2010. The estimations were achieved for the months, including July and August, critical in terms of the amount of water available to the plants. The calculation of asparagus water needs using the plant coefficients was performed. The plant coefficients for asparagus cultivated in the Polish field conditions were determined by Rolbiecki. Published by him calculations based on the long-term observations of the irrigated asparagus crop. The reference evapotranspiration was calculated according to Grabarczyk's method. The Grabarczyk's formula was chosen because it allowed estimating the reference evapotranspiration in a simplified way, i.e. based only on the precipitation measurements. The rainfall deficit was considered using the Ostromęcki's method. The precipitation deficit in the period from July 1 to August 31 was calculated as the difference between the water needs of asparagus, expressed as the crop evapotranspiration for a considered month and the total precipitation in this month. The water needs of asparagus plants were determined for five agro-climatic regions of Poland with the representative meteorological stations located in Olsztyn, Bydgoszcz, Warszawa, Wroclaw and Krakow. The highest variability of asparagus water requirements was calculated in the central-north-west (C-N-W) region of the Poland. The variation coefficient in July and August was 7.7% and 7.6%, respectively. In contrast, the lowest variability of asparagus water needs were find in the south-west (S-W) and south-east (S-E) region of Poland. The highest water needs of asparagus plants, on average 228 mm, in the period from July to August were noted in the C-N-W and central-east (C-E) region of Poland. The highest rainfall deficit, calculated for medium dry years, average dry years and very dry years, was 91 mm and 89 mm, 157 mm and 166 mm, and 209 mm and 245 mm, respectively, in the C-N-W and C-E region, re-spectively. Generally, higher precipitation deficiencies were noted in August than in July.

PL

Szparagi (Asparagus officinalis L.), ze względu na swój głęboki oraz dobrze rozwinięty system korzeniowy, są roślinami uważanymi za stosunkowo odporne na niedobory wody w glebie. Z drugiej strony, rośliny szparagów uprawiane na glebie lekkiej bardzo pozytywnie reagują na przeprowadzone zabiegi nawadniające. Podstawowym celem niniejszej pracy było określenie potrzeb wodnych roślin szparagów w różnych regionach agro-klimatycznych Polski. Obliczenie zapotrzebowania roślin tego gatunku warzywnego na wodę, wyrażonego jako ewapotranspiracja potencjalna, wykonano na podstawie pomiarów opadów atmosferycznych przeprowadzonych w okresie trzydziestu lat licząc od 1981 do 2010 roku. Obliczenia wykonano dla dwóch miesięcy, dla lipca oraz dla sierpnia. Miesiące te stanowią okres krytyczny pod względem ilości wody dostępnej dla roślin. Potrzeby wodne roślin szparaga oszacowano przy użyciu współczynników roślinnych. Współczynniki roślinne dla roślin szparaga uprawianych w Polsce w warunkach polowych zostały ustalone przez Rolbieckiego w oparciu o długoterminowe obserwacje nawadnianych nasadzeń szparaga. Ewapotranspirację wskaźnikową obliczono zgodnie z metodą zaproponowaną przez Grabarczyka. Metoda Grabarczyka została wybrana do niniejszych badań, ponieważ pozwoliła ona na określenie ewapotranspiracji wskaźnikowej w uproszczony sposób, to znaczy tylko na podstawie pomiarów opadów atmosferycznych. Niedobory opadów zostały obliczone przy użyciu metody Ostromęckiego. Deficyt opadów w okresie od 1 lipca do 31 sierpnia obliczono, jako różnicę między potrzebami wodnymi roślin szparagów, wyrażonymi jako ewapotranspiracja potencjalna dla danego miesiąca, a sumą opadów atmosferycznych w tym miesiącu. Potrzeby wodne roślin szparaga określono dla pięciu różnych regionów agro-klimatycznych Polski wraz z reprezentatywnymi stacjami meteorologicznymi zlokalizowanymi na terenie Olsztyna, Bydgoszczy, Warszawy, Wrocławia i Krakowa. Największą zmienność potrzeb wodnych roślin szparaga obliczono w środkowo-północno-zachodnim (C-N-W) regionie Polski. Współczynnik zmienności w lipcu oraz w sierpniu wyniósł odpowiednio 7,7% i 7,6%. Natomiast najmniejszą zmienność potrzeb wodnych roślin szparaga stwierdzono w południowo-zachodnim (S-W), a także południowo-wschodnim (S-E) regionie Polski. Największe potrzeby wodne roślin szparagów, średnio 228 mm, w okresie od 1 lipca do 31 sierpnia, odnotowano w C-N-W, a także środkowo-wschodnim (C-E) regionie Polski. Największy deficyt opadów atmosferycznych, obliczony dla przeciętnie suchych lat, średnio suchych lat oraz bardzo suchych lat, wynosił odpowiednio 91 mm i 89 mm, 157 mm i 166 mm oraz 209 mm i 245 mm, odpowiednio w C-N-W i C-E regionie Polski. Podsumowując, większe niedobory opadów atmosferycznych odnotowano w sierpniu niż w lipcu.

5

Performance evaluation of solar radiation equations for estimating reference evapotranspiration (ETo) in a humid tropical environment

Ndulue Emeka, Onyekwelu Ikenna, Ogbu Kingsley Nnaemeka, Ogwo Vintus

Journal of Water and Land Development

|

2019

|

no. 42

124--135

EN

Solar radiation (Rs) is an essential input for estimating reference crop evapotranspiration, ETo. An accurate estimate of ETo is the first step involved in determining water demand of field crops. The objective of this study was to assess the accuracy of fifteen empirical solar radiations (Rs) models and determine its effects on ETo estimates for three sites in humid tropical environment (Abakaliki, Nsukka, and Awka). Meteorological data from the archives of NASA (from 1983 to 2005) was used to derive empirical constants (calibration) for the different models at each location while data from 2006 to 2015 was used for validation. The results showed an overall improvement when comparing measured Rs with Rs determined using original constants and Rs using the new constants. After calibration, the Swartman–Ogunlade (R2 = 0.97) and Chen 2 models (RMSE = 0.665 MJ∙m–2∙day–1) performed best while Chen 1 (R2 = 0.66) and Bristow–Campbell models (RMSE = 1.58 MJ∙m–2∙day–1) performed least in estimating Rs in Abakaliki. At the Nsukka station, Swartman–Ogunlade (R2 = 0.96) and Adeala models (RMSE = 0.785 MJ∙m–2∙day–1) performed best while Hargreaves–Samani (R2 = 0.64) and Chen 1 models (RMSE = 1.96 MJ∙m–2∙day–1) performed least in estimating Rs. Chen 2 (R2 = 0.98) and Swartman–Ogunlade models (RMSE = 0.43 MJ∙m–2∙day–1) performed best while Hargreaves–Samani (R2 = 0.68) and Chen 1 models (RMSE = 1.64 MJ∙m–2∙day–1) performed least in estimating Rs in Awka. For estimating ETo, Adeala (R2 =0.98) and Swartman–Ogunlade models (RMSE = 0.064 MJ∙m–2∙day–12 = 0.98) and Chen 2 models (RMSE = 0.43 MJ∙m–2∙day–1) performed best at Abakaliki while Angstrom–Prescott–Page (R2 = 0.96) and El-Sebaii models (RMSE = 0.0908 mm∙day–1) performed best at the Nsukka station.

PL

Promieniowanie słoneczne (Rs) stanowi istotny czynnik w trakcie określania ewapotranspiracji potencjalnej (ETo) terenów uprawnych. Dokładne oszacowanie ETo jest pierwszym etapem ustalania zapotrzebowania na wodę pól uprawnych. Celem tego badania była ocena dokładności piętnastu empirycznych modeli Rs i oznaczenie wpływu tego parametru na szacunki ewapotranspiracji w trzech stanowiskach wilgotnego środowiska tropikalnego (Abakaliki, Nsukka i Awka). Wykorzystano archiwalne dane meteorologiczne NASA z lat 1983 do 2003 do wyprowadzenia empirycznych stałych (kalibracja) dla różnych modeli w każdej z trzech lokalizacji, a dane z lat 2006 do 2015 posłużyło do oceny. Wyniki wskazują na większą zgodność mierzonego Rs i oszacowanych wartości promieniowania wyznaczonego z zastosowaniem nowych stałych. Po kalibracji modele Swartmana–Ogunladego (R2 = 0,97) i Chena 2 (RMSE = 0,665 MJ∙m–2∙d–1) dawały najlepsze wyniki, podczas gdy modele Chena 1 (R2 = 0,66) i Bristowa–Campbella (RMSE = 1,58 MJ∙m–2∙d–1) były najmniej dokładne w wyznaczaniu Rs w Akabaliki. W stacji Nsukka modele Swartmana–Ogunladego (R2 = 0,96) i Adeali (RMSE = 0,785 MJ∙m–2∙d–1) dawały najlepiej dostosowane wyniki oszacowania Rs, natomiast modele Hargreavesa–Samaniego (R2 = 0,64) i Chena 1 (RMSE = 1,96 MJ∙m–2∙d–1) najmniej. Modele Chena 2 (R2 = 0,98) i Swartmana–Ogunladego (RMSE = 0,43 MJ∙m–2∙d–1) okazały się najlepsze, a modele Hargreavesa–Samaniego (R2 = 0,68) i Chena 1 (RMSE = 1,64 MJ∙m–2∙d–1) – najgorsze w ustalaniu promieniowania w stanowisku Awka. W oszacowaniach ETo modele Adeali (R2 = 0,98) i Swartmana– Ogunladego (RMSE = 0.064 MJ∙m–2∙d–1) dawały najlepsze wyniki w przypadku danych ze stanowiska Awka, a modele Swartmana–Ogunladego (R2 = 0,98) i Chena 2 (RMSE = 0,43 MJ∙m–2∙d–1) okazały się najlepsze w przypadku danych ze stanowiska Abakaliki. W odniesieniu do stanowiska Nsukka najlepsze wyniki uzyskano, stosując modele Angstroma– Prescotta–Page’a (R2 = 0,96) i El-Sebaii (RMSE = 0,0908 mm∙d–1).

6

Evapotranspiration data to determine agro-climatic zones in Egypt

Ouda S. A. H., Norledin T. A.

Journal of Water and Land Development

|

2017

|

no. 32

79--86

EN

The objective of this paper was to compare between agro-climatic zones developed from 10-year interval of weather data from 2005–2014, 20-year interval of weather data from 1995–2014 and the zoning developed by [NORELDIN et al. 2016] using 30-year interval from 1985–2014 in the old cultivated land of Egypt in the Nile Delta and Valley. Monthly means of weather data were calculated for each year, and then monthly values for 10-year and 20-years were calculated for each governorate. Basic Irrigation scheduling model (BISm) was used to calculate reference evapotranspiration (ETo). Analysis of variance was used and the means was separated and ranked using least significant difference test (LSD0.05). Our results showed that agro-climatic zoning using 20-year values of ETo was similar to the zones developed with 30-year values of ETo, with different values of average ETo in each zone. Furthermore, using 10-year values of ETo resulted in higher values of ETo in each zone, compared to 20-year and 30-year ETo values. However, the average value of ETo over the three classifications was close to each other. Thus, depending on the availability of weather data, either zoning can be sufficient to develop agro-climatic zones.

PL

Celem pracy było porównanie agro-klimatycznych stref wyznaczonych na podstawie dziesięcioletnich danych pogodowych z lat 2005–2014, dwudziestoletnich danych pogodowych z lat 1995–2014 i stref wyznaczonych przez NORELDINA i in. (2016) z trzydziestoletniego przedziału danych z lat 1985–2014 odnoszących się do terenów uprawnych w delcie i dolinie Nilu (Egipt). Dla każdego roku obliczono miesięczne średnie danych pogodowych, a następnie miesięczne wartości w 10- i 20-letnich przedziałach czasowych dla każdego gubernatorstwa. Wykorzystano model harmonogramu podstawowych nawodnień (BISm) do obliczenia ewapotranspiracji obliczeniowej (ETo). Użyto analizy wariancji, a różnice średnich określano za pomocą testu najmniejszej istotnej różnicy na poziomie p < 0,05. Uzyskane wyniki wskazują, że strefy agro-klimatyczne ustalone według dwudziestoletnich danych ETo były podobne do stref określonych na podstawie trzydziestoletnich danych ETo (różne średnie wartości ETo w każdej strefie). Wykorzystanie dziesięcioletnich danych ETo dało w efekcie wyższe wartości ETo w każdej strefie w porównaniu z uzyskanymi na podstawie dwudziesto- i trzydziestoletnich danych. Średnie wartości ETo w trzech systemach klasyfikacji były jednak zbliżone do siebie. Dlatego, w zależności od dostępności danych pogodowych, każdy ze sposobów ustalania stref będzie wystarczający, by wyznaczyć strefy agro-klimatyczne.

7

Use of conventional and satellite data for estimation of evapotranspiration spatial and temporal pattern

Struzik P., Kępińska-Kasprzak M.

Meteorology Hydrology and Water Management. Research and Operational Applications

|

2016

|

Vol. 4, iss. 2

3--13

EN

Evapotranspiration values (ET) are crucial for agriculture where estimates of water reserves available for crops are the basis for scheduling the time and intensity of irrigation, yield prognoses, etc. Detailed evapotranspiration data are, therefore, of essential value. However, stations performing direct measurements of evapotranspiration are very scarcely distributed in Poland, and for this reason the interpolation of data is necessarily biased. Hence, evapotranspiration values are calculated using indirect methods (usually empirical formulas). Data from geostationary meteorological satellites are used operationally for the determination of evapotranspiration with good spatial and temporal resolution (e.g. Land-SA F product). The study of the relation between evapotranspiration values determined with the use of satellite data and those calculated using the Penman-Monteith formula was performed for the study area in Poland. Daily values and cumulated (i.e. decadal, monthly and yearly) values were analysed to determine the quality and possible added value of the satellite product. The relation between the reference ET and actual ET in two consecutive years was discussed, both for the whole test area and for individual stations, taking into account land use and possible water deficit in the root zone, represented by H-SA F (EUMETSA T Satellite Application facility supporting Operational Hydrology and Water Management) soil wetness index product. The differences are presented and discussed.

8

Moisture conditions during the vegetation season in years 1954–1995 in Łódź

Musiał E., Gąsiorek E.

Journal of Ecological Engineering

|

2015

|

Vol. 16, nr 5

190--196

EN

The standardized precipitation index (SPI), standardized reference evapotranspiration index (SEI) and standardized climatic water balance index (SCWBI) were used to analyze moisture conditions in the vegetation seasons of 1954–1995 in Łódź. SPI and SEI were calculated on the assumption that empirical monthly precipitation sums and monthly sums of reference evapotraspiration are gamma distributed. Because monthly sums of climatic water balance are normally distributed, they required standardization to SCWBI. The aim of study was to compare those three indexes (SPI SEI and SCWBI) for years 1954–1995 in Łódź.

9

Analyzing trends in reference evapotranspiration in Northwest part of Iran

Azizzadeh M., Javan K.

Journal of Ecological Engineering

|

2015

|

Vol. 16, nr 2

1--12

EN

Evapotranspiration is one of the most important components of the hydrological cycle. It is essential in all of hydro climatological studies, irrigation and drainage calculations, water balance, and crop water requirements. The aim of this study is to investigate temporal trends of reference evapotranspiration (ETo) in the Northwest part of Iran. For this purpose, the meteorological data from 20 synoptic stations over a 22-year time period (1986–2007) were used. After the calculation of ETo using the Penman-Monteith FAO-56 method, the non-parametric Mann-Kendall test was used to investigate the temporal trends on monthly, seasonal and annual scales. The Sen’s estimator method was used and to calculate the slope of the trend line. The results indicated that the ETo trend was increasing (positive) in various months, except for the Sarab station in December. On a monthly scale, the Maragheh station showed the highest positive slope in August, and the Bijar station showed the highest negative slope in May. 43.34% of the stations showed a significant trend, and 56.66% did not show a significant trend. In seasonal and annual time periods there was not a significant decreasing trend in any of the stations. The analysis of the results shows that in the spring 20%, in the summer 55%, in the fall 70%, in the winter 75%, and on an annual scale 60% of the stations under study showed an increasing trend. For modeling these changes, the spatial distribution of ETo trends (on monthly, seasonal, and annual scales) were mapped in ArcGIS. Final models determine that most stations in this study show an increasing trend on monthly, seasonal and annual scales.

10

Porównanie wskaźników: standaryzowanego opadu (SPI), standaryzowanej ewapotranspiracji wskaźnikowej (SEI) oraz standaryzowanego klimatycznego bilansu wodnego (SKBW)

Rojek M., Musiał E., Gąsiorek E.

Inżynieria Ekologiczna

|

2014

|

Nr 39

155--165

PL

Za pomocą wskaźników standaryzowanego opadu (SPI), standaryzowanej ewapotranspiracji wskaźnikowej (SEI) oraz standaryzowanego klimatycznego bilansu wodnego (SKBW) przeanalizowano warunki wilgotnościowe w okresie wegetacji w wieloleciu 1964–2006 we Wrocławiu-Swojcu. SPI i SEI wyznaczono przy założeniu, że rozkłady empiryczne miesięcznych sum opadów oraz miesięcznych sum ewapotranspiracji wskaźnikowej dla danych pochodzących ze stacji Wrocław-Swojec są rozkładami gamma. Ponieważ miesięczne sumy klimatycznego bilansu wodnego w miesiącach okresu wegetacyjnego w wieloleciu 1964–2006 we Wrocławiu-Swojcu podlegają rozkładowi normalnemu, wyznaczenie SKBW polegało na standaryzacji KBW. Celem pracy było porównanie trzech wskaźników: standaryzowanego opadu (SPI), standaryzowanej ewapotranspiracji wskaźnikowej (SEI) oraz standaryzowanego klimatycznego bilansu wodnego (SKBW).

EN

The standardized precipitation index (SPI), standardized reference evapotranspiration index (SEI) and standardized climatic water balance (SCWB) were used to analyze the humidity conditions in the vegetation period of years 1964–2006 in Wrocław-Swojec Observatory. SPI and SEI were calculated on the assumption that empirical monthly precipitation sums and monthly sums of reference evapotraspiration, obtained from Wrocław-Swojec data, are gamma distributed. Since monthly sums of climatic water balance for analogous data are normally distributed, CWB required standardization to SCWB. The aim of study was to compare those three indexes: standardized precipitation index (SPI), standardized reference evapotranspiration index (SEI) and standardized climatic water balance (SCWB).

11

Wielkość i zmienność ewapotranspiracji wskaźnikowej według Penmana-Monteitha w okresie wegetacyjnym w latach 1970-2004 w wybranych rejonach Polski

Łabędzki L., Bąk B., Kanecka-Geszke E.

Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie

|

2012

|

T. 12, z. 2

159-170

PL

Ewapotranspiracja wskaźnikowa jest bardzo ważnym parametrem agrometeorologicznym, określającym potencjalne możliwości parowania. Różnica między ewapotranspiracją wskaźnikową i opadem wskazuje na potencjalny niedobór lub nadmiar opadu. W ostatnich latach najszerzej stosowaną i zalecaną metodą określania ewapotranspiracji wskaźnikowej jest metoda Penmana-Monteitha. Stosując te metodę, w pracy obliczono ewapotranspirację wskaźnikową w miesiącach okresu wegetacyjnego (kwiecień-wrzesień) w latach 1970-2004 na podstawie elementów meteorologicznych pomierzonych na wybranych trzech stacjach meteorologicznych IMGW z obszaru Polski: Kraków, Olsztyn i Poznań. Stacje te reprezentują zróżnicowane pod względem warunków pluwiotermicznych regiony agroklimatyczne. W okresie wegetacyjnym od kwietnia do września suma ewapotranspiracji wskaźnikowej, liczonej tą metodą, wynosi średnio 470 mm w rejonie Olsztyna, 510 mm w rejonie Krakowa i 550 mm w rejonie Poznania. W poszczególnych miesiącach średnia ewapotranspiracja wskaźnikowa wynosi od 50-60 mm w kwietniu i wrześniu do 100-120 mm w pozostałych miesiącach okresu wegetacyjnego. Największa ewapotranspiracja wskaźnikowa występuje w lipcu. We wszystkich miesiącach największa ewapotranspiracja wskaźnikowa jest w Poznaniu, a najmniejsza w Olsztynie. Ewapotranspiracja wskaźnikowa, liczona wzorem Penmana-Monteitha, wykazuje istotny i znaczny trend wzrostowy w latach 1970-2004 w trzech analizowanych rejonach, zarówno w większości miesięcy od kwietnia do września, jak i w całym tym okresie.

EN

Reference evapotranspiration is an important agrometeorological parameter describing the evaporative demand of the atmosphere. In relation to precipitation, it indicates the potential surplus or deficit of precipitation. The Penman-Monteith method has been considered as a universal standard to estimate reference evapotranspiration in recent years. In the paper reference evapotranspiration is calculated by Penman-Monteith method in the months of the growing season (April-September) in 1970-2004, using meteorological parameters measured at three stations in Poland: Kraków, Olsztyn and Poznań. The stations represent the agroclimatic regions with different temperature and precipitation characteristics. Mean sums of reference evapotranspiration from April to September account 470 mm in Olsztyn, 510 mm in Kraków and 550 mm in Poznań. In particular months mean evapotranspiration accounts from 50-60 mm in April and September to 100-120 mm in other months of the growing period. The maximum evapotranspiration occurs in July. In all analyzed period the maximum evapotranspiration was in Poznań and the minimum in Olsztyn. Reference evapotranspiration according to Penman-Monteith method had significant growth trend 1970-2004 in the three analyzed regions, both in most months and in the whole growing period.

12

Evaluation of water needs of plants estimation basing on meteorological measurements

Kiedrowicz M, Rokosz K, Palkova Z, Valićek J

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2012

|

Tom 14

123--131

PL

Na podstawie pomiarów zarejestrowanych przez dwie automatycznestacje meteorologiczne, położone w Polsce i na Słowacji została obliczona ewapotranspiracja (ET0) według wzoru opracowanego przez Hargreavesa. Uzyskane wyniki porównano ze wzorem odniesienia zalecanego przez FAO, która przyjęła wzór Penmana-Monteitha (PM).Wysoka korelacja pomiędzy modelem odniesienia a wzorem uproszczonym Hergreavesa została pokazana. Różnice dotyczą poziomu ewapotranspiracji opracowanych na podstawie wzorów. Model Hargreaves daje wyższą wartość w porównaniu z formułą PM. W celu zastosowania modelu Penmana-Monteitha w praktyce potrzebne jest wiele parametrów meteorologicznych które są wymagane. Brak dostępu do szczegółowych danych meteorologicznych jest poważnym ograniczeniem. Metoda Hergreavesa może być używana, ale wymaga ona dalszych badań w zarówno w naszych jak i zagranicznych warunkach weryfikacji o czynniki empiryczne.

13

Zmienność czasowa klimatycznego bilansu wodnego Małych Pienin w latach 1960-2003

Kuźniar A., Twardy S., Kopacz M.

Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie

|

2004

|

T. 4, z. 2b

135-146

PL

Na podstawie standardowych obserwacji (temperatury, usłonecznienia, wilgotności powietrza i prędkości wiatru) prowadzonych na stacji klimatologicznej IMUZ w Jaworkach określono, za pomocą programu komputerowego FAO-CROPWAT, miesięczne wartości ewapotranspiracji wskaźnikowej ETo wg formuły Penmana-Monteitha w okresach wegetacyjnych lat 1960-2003. Przeprowadzono też analizę prawdopodobieństwa występowania określonych miesięcznych wartości opadów i ewapotranspiracji wskaźnikowej. Ponadto określono trendy tych elementów, stwierdzając nieznaczną, choć statystycznie nieistotną ich zwyżkę. Dodatni klimatyczny bilans wodny (P - ETo) w okresie wegetacyjnym wynosił przeciętnie 150-200 mm, a w kilku przypadkach przekroczył nawet wartość 350 mm. W analizowanym okresie tylko w 7 latach wystąpił klimatyczny niedobór opadów, ale w większości przypadków był on niewielki i nie przekraczał 50 mm.

EN

Based on standard observations (daily temperature, sunshine hours, air humidity and wind speed) conducted at IMUZ meteorological station at Jaworki, monthly values of the reference evapotranspiration (ETo) in the growing seasons (Apr-Sep) were determined for the period 1960-2003 with the use of the CROPWAT computer model and Penman-Monteith formula (Allen et al., 1998; Smith, 1992). Probabilities of exceeding monthly precipitation and reference evapotranspiration were evaluated. The results are presented in graphical form. Trends of these factors were determined and an inconsiderable increase (but not statistically significant) was found for both precipitation and reference evapotranspiration. Positive climatic water balance (P - ETo) ranged on average from 150 to 200 mm, in a few cases it exceeded 350 mm. There were only 7 years with climatic water deficit in the analysed period but in most cases the deficit did not exceed minus 50 mm.

14

Porównanie ewapotranspiracji wskaźnikowej według Penmana i Penmana-Monteitha w różnych regionach Polski

Kasperska-Wołowicz W., Łabędzki L.

Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie

|

2004

|

T. 4, z. 2a

123-136

PL

W pracy porównano ewapotranspirację wskaźnikową w latach 1970-1995 obliczoną dwoma metodami dla 17 stacji agrometeorologicznych, położonych w różnych rejonach agroklimatycznych Polski. Ewapotranspiracja wskaźnikowa obliczana według wzoru Penmana była większa średnio o 21% od obliczanej według wzoru Penmana-Monteitha. W okresie wegetacyjnym różnica ta wynosiła średnio 80-100 mm. Najmniejsze wartości ewapotranspiracja wskaźnikowa osiągała na obszarze Polski północno-wschodniej, a największe - w Polsce Centralnej i Zachodniej. Z porównania wynika, że wartość współczynnika roślinnego stosowana do obliczania zapotrzebowania roślin na wodę na podstawie ewapotranspiracji wskaźnikowej powinna być dostosowana do metody obliczania ewapotranspiracji wskaźnikowej.

EN

The analysis of reference evapotranspiration estimated by two methods in the years 1970-1995 for 17 meteorological stations located in different regions of Poland has been presented in the paper. Reference evapotranspiration calculated according to Penman formula was by 21 % lower then that calculated according to Penman-Monteith formula. In the growing season the difference was 80-100 mm on the average. The lowest values of reference evapotranspiration were found in the north-eastern region of Poland and the highest - in central and western Poland . The analysis has shown that for estimating water needs of plants according to reference evapotranspiration and crop coefficient, the value of this coefficient have to be adjusted to the method of calculating reference evapotranspiration.

15

Porównanie ewapotranspiracji wskaźnikowej obliczanej na podstawie pomiarów wykonanych na standardowej i automatycznej stacji agrometeorologicznej

Łabędzki L., Kasperska-Wołowicz W.

Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie

|

2002

|

T. 2, z. 2

21--31

PL

Powszechnie stosowaną metodą obliczania ewapotranspiracji upraw rolniczych jest metoda współczynników roślinnych, polegająca na mnożeniu ewapotranspiracji wskaźnikowej przez empiryczny współczynnik roślinny. Współczynniki roślinne zostały określone w wieloletnich pomiarach lizymetrycznych ewapotranspiracji i odniesione do ewapotranspiracji wskaźnikowej obliczanej według wzoru Penmana na podstawie pomiarów meteorologicznych na stacji standardowej. Wprowadzenie nowej, automatycznej metody zbierania i przetwarzania danych meteorologicznych zrodziło pytanie, czy ewapotranspiracja wskaźnikowa liczona na podstawie pomiarów automatycznych różni się od liczonej na podstawie pomiarów standardowych. Pomiary na standardowej i automatycznej stacji agrometeorologicznej prowadzono jednocześnie od 11 czerwca do 30 września 1997 roku w dolinie Noteci. Sumy dekadowe ewapotranspiracji wskaźnikowej obliczanej na podstawie pomiarów na stacji automatycznej były o 1–8 mm mniejsze od obliczanych metodą standardową. Stosowanie ewapotranspiracji wskaźnikowej obliczanej na podstawie automatycznych pomiarów z dotychczasowymi wartościami współczynników roślinnych może prowadzić do zaniżania obliczonych wartości ewapotranspiracji rzeczywistej roślin. W związku z tym należałoby określić i stosować współczynniki do przeliczania wartości współczynników roślinnych lub ewapotranspiracji wskaźnikowej, jednak biorąc pod uwagę dokładność obliczania ewapotranspiracji rzeczywistej roślin potrzebną do określania ilości wody do nawodnień, stwierdzone różnice ewapotranspiracji wskaźnikowej nie są znaczące.

EN

The crop factor method is commonly used to estimate evapotranspiration under conditions of sufficient water supply. It is an indirect method based on estimation of reference evapotranspiration and crop coefficients. The crop coefficients are determined from multiannual local lysimeter experiments as the ratio of measured evapotranspiration to calculated reference evapotranspiration. Up-to-day the reference evapotranspiration was estimated with the use of standard meteorological measurements. Introducing new (automatic) method of collecting and processing meteorological data causes the problem whether the reference evapotranspiration calculated from automatic measurements differs from that calculated from standard measurements. If so, then the crop coefficients should be adjusted to the new method of reference evapotranspiration estimation. Studies were carried out in the period between 11 June and 30 September 1997 in the upper Noteć river valley. Ten-day period sums of reference evapotranspiration estimated from automatic station were 1-8 mm lower than those calculated with the standard method. Using mean 24-hour meteorological data obtained with the automatic station and the crop coefficients determined with the standard method of meteorological measurements underestimated actual evapotranspiration of crops. Therefore, factors for the crop coefficient or for the reference evapotranspiration should be corrected. However, taking into account the accuracy of calculation of actual evapotranspiration for the estimation of irrigation water requirements, the differences in reference evapotranspiration are not significant.